專利名稱：一種船用自由阻尼橡膠板粘貼質(zhì)量的無損檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無損檢測方法，特別涉及一種船用自由阻尼橡膠板粘貼質(zhì)量的無損檢測方法，用于船用自由阻尼橡膠板粘貼質(zhì)量的檢測。
背景技術(shù)：
目前，在敷設(shè)船用阻尼橡膠材料的實(shí)際工程中，通常采用目測檢查和抽樣敲擊等傳統(tǒng)檢測方法，通過觀察阻尼橡膠材料邊緣有無翹起檢查邊緣粘接質(zhì)量，抽樣敲擊粘接到基體上的阻尼橡膠材料，聽是否發(fā)出“空、空……”等粘接不實(shí)的聲音來判斷粘接質(zhì)量。該方法雖然簡單易行，但只能定性檢測，可靠性差，難于定量判斷，且需要檢測人員具有熟練的檢測經(jīng)驗(yàn)。有部分高校在“多界面超聲脫粘檢測的方法研究及信號處理”的研究中，采用 “板波誘發(fā)縱波”超聲檢測技術(shù)進(jìn)行界面脫粘檢測，然后再采用自適應(yīng)濾波、小波變換等信號處理方法進(jìn)行特征提取最終判斷各界面的粘接情況。該研究中橡膠的大衰減對回波信號影響較大，且金屬層內(nèi)多次強(qiáng)反射信號淹沒了十分微弱的深層橡膠層的反射信號，不利于分析檢測結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種船用自由阻尼橡膠板粘貼質(zhì)量的無損檢測方法，解決采用“板波誘發(fā)縱波”超聲檢測法進(jìn)行橡膠與金屬界面粘貼質(zhì)量無損檢測存在的回波信號微弱、不利于分析檢測結(jié)果、工程實(shí)用性不強(qiáng)的問題。本發(fā)明的一種船用自由阻尼橡膠板粘貼質(zhì)量的無損檢測方法，包括以下步驟第一步將超聲檢測系統(tǒng)進(jìn)行儀器連接，對超聲波探傷儀及數(shù)字示波器的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使自由阻尼橡膠板的一次底面回波高度適中，調(diào)節(jié)采樣頻率使采集的數(shù)據(jù)能記錄到金屬基體的多次底面回波。第二步將自由阻尼橡膠板表面劃分正方形網(wǎng)格；所述的正方形網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)間距L = 2mm 10mm，得到N個節(jié)點(diǎn)，N = [a/L] X [b/L]， a、b分別為消聲瓦的長和寬，單位mm，[.]表示對[.]內(nèi)的數(shù)值四舍五入取整。第三步將中心頻率的縱波直探頭直接耦合在阻尼橡膠板表面的正方形網(wǎng)格上， 沿網(wǎng)格線對自由阻尼橡膠板進(jìn)行逐行逐列掃描，采集各節(jié)點(diǎn)上回波信號，通過超聲波探傷儀將節(jié)點(diǎn)上的回波信號和對應(yīng)節(jié)點(diǎn)位置送入計(jì)算機(jī)，得到N個檢測信號；第四步計(jì)算自由阻尼橡膠板一次底面回波出現(xiàn)的時刻、和金屬基體一次底面回波出現(xiàn)的時刻t2，再分別計(jì)算N個檢測信號中金屬基體η次底面回波出現(xiàn)的時刻Ti, i = 1， 2,3……η 、= ZXd1A^t2 = ZXd2AvTi = ViXt2 ；其中屯為自由阻尼橡膠板的厚度， d2為金屬基體的厚度，C1為自由阻尼橡膠板的聲速，C2為金屬基體的聲速；第五步對于N個檢測信號，分別判斷在回波時刻Ti是否出現(xiàn)η次清晰的金屬基體底面回波，如果是則該檢測信號對應(yīng)的自由阻尼橡膠板節(jié)點(diǎn)處粘接良好，否則該檢測信號對應(yīng)的自由阻尼橡膠板節(jié)點(diǎn)處脫粘。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明為自由阻尼橡膠材料安裝質(zhì)量滿足GJB3045-97《粘彈性阻尼材料通用規(guī)范》明確規(guī)定的“每塊阻尼材料的實(shí)際粘接面積應(yīng)不小于每塊總粘接面積的70%”的要求提供技術(shù)支持，實(shí)現(xiàn)一種船用自由阻尼橡膠板粘貼質(zhì)量的無損檢測方法，填補(bǔ)了目前國內(nèi)艦船行業(yè)自由阻尼橡膠材料與金屬基體粘結(jié)面脫粘情況無損檢測方法的空白，可以針對潛艇消聲瓦與金屬基體粘結(jié)面脫粘情況實(shí)施100%無損檢測，重復(fù)性好、可靠性高，檢測結(jié)果不受檢測人員經(jīng)驗(yàn)和水平影響，為潛艇消聲瓦的安裝質(zhì)量提供了一種合理有效的檢測手段， 具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益


圖1自由阻尼橡膠板膠接試樣結(jié)構(gòu)示意圖；圖2超聲檢測系統(tǒng)；圖3自由阻尼橡膠板-鋼板膠接試樣的回波信號圖；圖4自由阻尼橡膠板-鋼板膠接試樣的回波信號局部放大圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明本實(shí)施例在以本發(fā)明的技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。將一塊截面尺寸為100X IOOmm的SA_3型自由阻尼橡膠板與一塊鋼板粘結(jié)，其中兩種材料接觸面有20X20mm的區(qū)域未涂敷膠粘劑，制備得到局部脫粘的自由阻尼橡膠板膠接試樣，其結(jié)構(gòu)示意如圖1所示；其中自由阻尼橡膠板1、試樣粘結(jié)區(qū)域2、試樣脫粘區(qū)域 3、鋼板4。本發(fā)明所使用的超聲檢測系統(tǒng)如圖2所示；其中超聲波探傷儀5、數(shù)字示波器6、縱波直探頭7、自由阻尼橡膠板膠接試樣8、計(jì)算機(jī)9。本發(fā)明的實(shí)施例，包括下述步驟1)信號調(diào)節(jié)步驟調(diào)節(jié)超聲波探傷儀5及數(shù)字示波器6的參數(shù)，使自由阻尼橡膠板1的一次底面回波高度適中，調(diào)節(jié)采樣頻率使采集的數(shù)據(jù)能記錄到鋼板的多次底面回波。調(diào)節(jié)后的參數(shù)為 CTS-32超聲波探傷儀增益為58dB ；DP04032數(shù)字示波器的信號放大按鈕調(diào)到Iv ；采樣間隔4X 10_6s ；滿屏采集點(diǎn)數(shù)10000個；2)劃分網(wǎng)格步驟將截面尺寸為IOOXlOOmm自由阻尼橡膠板1表面劃分正方形網(wǎng)格，正方形網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)間距2_，得到2500個節(jié)點(diǎn)；3)信號采集步驟將中心頻率fm = 2MHz的縱波直探頭7直接耦合在阻尼橡膠板試樣粘接區(qū)域2的正方形網(wǎng)格上，沿網(wǎng)格線對自由阻尼橡膠板試樣8進(jìn)行逐行逐列掃描，采集各節(jié)點(diǎn)上回波信號，通過超聲波探傷儀5將節(jié)點(diǎn)上的回波信號和對應(yīng)節(jié)點(diǎn)位置送入計(jì)算機(jī)9，得到MOO個檢測信號；圖3、圖4給出了其中的一個回波信號的波形，見實(shí)現(xiàn)a ；波形a表示自由阻尼橡膠板膠接試樣的粘結(jié)區(qū)域某一節(jié)點(diǎn)位置采集的回波信號，波形b表示自由阻尼橡膠板膠接試樣的脫粘區(qū)域某一節(jié)點(diǎn)位置采集的回波信號。保持超聲波探傷儀5及數(shù)字示波器6參數(shù)不變的狀態(tài)下，按照上述步驟將縱波直探頭7移動到阻尼橡膠板試樣的脫粘區(qū)域3內(nèi)，沿著脫粘區(qū)域上的網(wǎng)格進(jìn)行逐行逐列掃描， 得到100個檢測信號；圖3、圖4給出了其中的一個回波信號的波形，見虛線b ；4)回波時刻計(jì)算步驟計(jì)算機(jī)先計(jì)算自由阻尼橡膠板一次底面回波出現(xiàn)的時刻、和金屬基體一次底面回波出現(xiàn)的時刻t2，再分別計(jì)算2500個檢測信號中鋼板3次底面回波出現(xiàn)的時刻I\、T2、T3 、= 2 X Vc1 = 5. 70 μ s，t2 = 2 X d2/c2 = 2. 66 μ s ；T1 =、+1Χ、= 8. 57μ s，T2 =、+2Χ 2 = 11. 22 μ s，T3 =、+3Χ 2 = 14. 01 μ s ；其中自由阻尼橡膠板的厚度Cl1 = 5. 3mm,鋼板的厚度d2 = 8mm,自由阻尼橡膠板的聲速C1 = 1860m/s，鋼板的聲速c2 = 6010m/s ；5)判定步驟對于2500個檢測信號，分別判斷在時刻I\、T2、T3是否出現(xiàn)了 3次清晰的鋼板底面回波，是則該檢測信號對應(yīng)的自由阻尼橡膠板節(jié)點(diǎn)脫粘，否則該檢測信號對應(yīng)的自由阻尼橡膠板節(jié)點(diǎn)粘接良好。粘結(jié)區(qū)域的MOO個檢測信號，從圖3可以觀察到波形a在8. 57 μ S、11. 22 μ s、 14. 01 μ S三個時刻出現(xiàn)了 3次清晰的鋼板底面回波，由此判定波形a對應(yīng)的該節(jié)點(diǎn)處粘接良好；脫粘區(qū)域的100個檢測信號，從圖3可以觀察到波形b在8. 57 μ S、11. 22 μ S、 14. 01 μ S三個時刻未出現(xiàn)3次清晰的鋼板底面回波，由此判定波形b對應(yīng)的該節(jié)點(diǎn)處脫粘。
權(quán)利要求
1.一種船用自由阻尼橡膠板粘貼質(zhì)量的無損檢測方法，其特征在于，包括以下步驟 第一步將超聲檢測系統(tǒng)進(jìn)行儀器連接，對超聲波探傷儀及數(shù)字示波器的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使自由阻尼橡膠板的一次底面回波高度適中，調(diào)節(jié)采樣頻率使采集的數(shù)據(jù)能記錄到金屬基體的多次底面回波。第二步將自由阻尼橡膠板表面劃分正方形網(wǎng)格；第三步將中心頻率的縱波直探頭直接耦合在阻尼橡膠板表面的正方形網(wǎng)格上，沿網(wǎng)格線對自由阻尼橡膠板進(jìn)行逐行逐列掃描，采集各節(jié)點(diǎn)上回波信號，通過超聲波探傷儀將節(jié)點(diǎn)上的回波信號和對應(yīng)節(jié)點(diǎn)位置送入計(jì)算機(jī)，得到N個檢測信號；第四步計(jì)算自由阻尼橡膠板一次底面回波出現(xiàn)的時刻\和金屬基體一次底面回波出現(xiàn)的時刻、，再分別計(jì)算N個檢測信號中金屬基體η次底面回波出現(xiàn)的時刻Ti, i = 1,2, 3……η = 2X^/0^ t2 = 2Xd2/c2，Ti = t^iXt2 ；其中噸為自由阻尼橡膠板的厚度， d2為金屬基體的厚度，C1為自由阻尼橡膠板的聲速，C2為金屬基體的聲速；第五步對于N個檢測信號，分別判斷在回波時刻Ti是否出現(xiàn)η次清晰的金屬基體底面回波，如果是則該檢測信號對應(yīng)的自由阻尼橡膠板節(jié)點(diǎn)處粘接良好，否則該檢測信號對應(yīng)的自由阻尼橡膠板節(jié)點(diǎn)處脫粘。
2.如權(quán)利要求1所述的一種船用約束阻尼橡膠板粘貼質(zhì)量的無損檢測方法，其特征在于，所述的正方形網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)間距L = 2mm 10mm，得到N個節(jié)點(diǎn)，N = [a/L] X [b/L]，a、b分別為消聲瓦的長和寬，單位mm，[.]表示對[.]內(nèi)的數(shù)值四舍五入取整。
全文摘要
本發(fā)明提供一種船用自由阻尼橡膠板粘貼質(zhì)量的無損檢測方法，屬于無損檢測方法領(lǐng)域。包括以下步驟第一步信號調(diào)節(jié)，第二步劃分網(wǎng)格，第三步信號采集；第四步回波時刻計(jì)算；第五步判定。本發(fā)明解決采用“板波誘發(fā)縱波”超聲檢測法進(jìn)行橡膠與金屬界面粘貼質(zhì)量無損檢測存在的回波信號微弱、不利于分析檢測結(jié)果、工程實(shí)用性不強(qiáng)的問題。
文檔編號G01N29/04GK102507735SQ201110345200
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者彭勁松, 徐北平, 林莉, 馬致遠(yuǎn), 高翠萍 申請人:大連理工大學(xué), 武昌造船廠集團(tuán)有限公司