无勋检测

北京Ｔ、№大学Ｔ学硕｛：学位论文

通过前面分析表面涂层超声测厚的难点可知，发射接收超卢信号的换能器必

须是高频、宽带的，因为换能器发射的声波频率较高时，超声波的指向性好，而超声波声强与频率平方成正比，较高的频率使能量更集中，有利于收集反射回来的信号。因此本课题选用高频探头做超声换能器，且所选探头既发射一定频率的超声波，又接收反射回波。选用的探头是窄脉冲宽频带平探头，型号是１０Ｃ６Ｎ，中心频率为户１０ＭＨｚ，晶片直径ｄ＝６ｍｍ。

由于表面涂层很薄，相对于超声检测常用的频率范围而言，涂层厚度与超声

波波长之间的比值很小，且由于涂层中存在大量气孔，加之超声波入射到多层异种界面（涂层、基体异质界面）中会产生很强的散射和衰减，导致超声波能量大大降低。因此本课题需采用有效的耦合方式保证超声波入射性好，由于在直接接触法中，机油做耦合剂能使探头与试样间获得良好的接触和均匀的耦合，而且价格相对便宜，适用范围广泛【２３１，因此在探头和试样间选用机油做耦合剂。图２．３即为超声直接接触法检测试样的简单示意图。

探头

耦合剂

涂层

基体

图２．３超声直接接触法检测示意图

Ｆｉｇ．２—３Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｃｏｎｔａｃｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄ

２．３超声检测信号的数字化实现

众所周知，现实世界的信号都是模拟信号，但是要经过电脑处理的话就必须

转换成数字信号，且数字信号处理起来较模拟信号方便快捷，易于计算机实现。超声回波数字化信号是一串随时间变化的量，它由确定性信号和随机性信号组成，确定性信号的时间函数能用明确的数学关系式表示，随机性信号可采用统计方法分析特征值和选择最佳特征子集【２４１。信号中代表被检物质的相关信息均溶入到随时间变化的因变量中，这些信息主要包括：材料的组织状态，缺陷的分布、大小与类型，微观组织结构的形态、力学性能（强度、韧性、硬度）及应力状态等。