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1、空气耦合超声空气耦合超声C扫描检测技术应用扫描检测技术应用孙中明孙中明 朱绪祥朱绪祥 沈宇平沈宇平苏州博昇科技有限公司苏州博昇科技有限公司2015.5.30 珠海目录1、空耦超声检测技术优势空耦超声检测技术优势2、空耦超声主要技术难点3、博昇科技商业化空耦超声检测系统4、空耦超声主要检测方式及实现5、空耦超声检测技术应用一、空耦超声检测技术优势 空气耦合超声检测技术是一种以空气作为耦合剂的非接触新型无损检测技术，与常规超声检测技术相比，除了将空气作为耦合剂外，在声学传播特性等方面并无本质区别。与常规超声和水耦超声相比，具有以下几大优势：（1）能实现真正意义上的非接触；（2）不需要水或者其它粘稠
2、耦合剂，使得一些不适用耦合 剂的材料（如锂电池、碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、蜂窝板等）能实现超声检测；（3）可检测非常薄的工件（常规超声检测范围外的厚度）；（4）可实现高温、低温检测；目录1、空耦超声检测技术优势2、空耦超声主要技术难点空耦超声主要技术难点3、博昇科技商业化空耦超声检测系统4、空耦超声主要检测方式及实现5、空耦超声检测技术应用二、空耦超声主要技术难点（1）气/固界面反射衰减严重（2） 空气中传播衰减严重二、空耦超声主要技术难点（续）（3）电子系统强电、弱电量级相差10万倍到100万倍，干扰 非 常严重，屏蔽和放大难度大。（4）对发射电源要求高。传统压电超声是单向脉冲激发。
3、 正负方波正负正弦波单向方波单向正弦波单向脉冲（5）分立的系统模块难匹配，一体化系统集成设计制造难 度大。目录1、空耦超声检测技术优势2、空耦超声主要技术难点3、博昇博昇科技商业化空科技商业化空偶偶超声检测系统超声检测系统4、空耦超声主要检测方式及实现5、空耦超声检测技术应用空气耦合超声检测系统构造高灵敏度探头软件扫查装置高增益前放高功率发射器和接收器（主机）PR-ACUT-110 空耦超声检测系统空耦超声检测系统PR-ACUT-100 空耦超声检测系统空耦超声检测系统博昇科技空气耦合超声检测系统系列PR-ACUT-HS200手持式空耦超声检测系统手持式空耦超声检测系统 PR-ACUT-110
4、系统参数系统参数发射电压01200V前放增益060dB发射电压波形正负方波总放大增益140dB脉冲周期数01000扫查速度0500mm/s主机频率50KHz3MHz最小扫查步长0.1mm换能器频率50KHz3MHz换能器类型平面、点聚焦、线聚焦目录1、耦超声检测技术优势2、空耦超声主要技术特点3、博昇科技商业化空耦超声检测系统4、空耦超声主要检测方式及实现空耦超声主要检测方式及实现5、空耦超声检测技术应用（1）穿透法 发射探头和接收探头分别至于被检工件两侧，两探头的中心轴线要重合，且与工件两表面垂直。该方式是空耦超声检测中应用最普遍的一种。 （1）穿透法（续） 整个系统由工控机、集高功率发射电
5、源和信号处理模块一体的主机、安装有发射和接收探头的自动扫描架、前置放大器和工件放置架组成。 X轴扫描速度：0500mm/s; Y轴步进：0.12mm。空耦超声穿透式检测系统结构图（2）斜入射法 发射探头和接收探头呈一定角度置于试件同侧，通过调整入射角度，可在试件内产生纵波、横波、表面波和导波。该方式主要用于密闭容器、大型试件的原位在线检测。纵波或者横波导波表面波（2）斜入射法（续）探头频率：350K倾斜角度：13扫描工件：CFRP工件厚度：3mm（3）反射法 发射探头与接收探头共用一个探头，由于试件内部缺陷和底面回波信号往往被表面反射信号所淹没，所以很难用于试件内部缺陷检测。该方式主要用于表面
6、特性分析。 反射法（3）反射法（续） 整个系统由工控机、集高功率发射电源和信号处理模块一体的主机、安装有收/发一体单探头的自动扫描架、多路复用开关和工件放置架组成。空耦超声反射式检测系统结构图硬币720KC扫描图目录1、空耦超声检测技术优势2、空耦超声主要技术特点3、博昇科技商业化空耦超声检测系统4、空耦超声检测方式及实现5、空耦超声检测技术应用空耦超声检测技术应用五、空耦超声检测技术主要应用领域（1）航天复合材料（CFRP、GFRP等）内部分层检测；（2）锂电池内部电解液分布及气孔检测；（3）蜂窝板内部脱粘检测；（4）火箭固体燃料内部气孔检测；（5）高铁刹车垫的胶结状态检测；（6）陶瓷材料内
7、部缺陷检测；（7）高级木材、橡胶、泡沫等内部缺陷检测；（8）薄板（常规超声检测范围外的厚度）的探伤；（9）高温、低温条件下的材料检测；。平板探头与点聚焦探头扫描图对比 400K平板探头 400K点聚焦探头200K与400K点聚焦探头扫描图对比 200K点聚焦 400K点聚焦锂电池（厚4mm） 实物图 良好品 不良品相对于其他处，电解液分布少一些钛合金与CFRP复合板（厚6mm） 实物图 C扫描图剥离分层缺陷蜂窝复合材料板（厚25mm） 实物图 C扫描图脱粘缺陷蜂窝结构CFRP板（厚3mm） 实物图 C扫描图剥离分层缺陷GFRP板（厚3mm） 实物图 C扫描图剥离分层缺陷钢铁复合板（共厚14mm，其中钢厚3mm） 实物图 C扫描图脱粘缺陷装甲防弹复合板（厚10mm） 实物图 C扫描图炮弹以1225m/s速度射入剥离分层缺陷硅片复合板（厚10mm，其中硅片厚0.2mm） 实物图 C扫描图脱粘处铝合金板（厚3mm） 实物图 C扫描图孔深1mm孔深1.5mm孔深2mm覆铜皮ABS板（厚6mm，其中铜皮厚0.08mm） 打孔后 覆铜皮后 C扫描图盲孔红木板（厚10mm） 实物图 C扫描图展位号展位号 B24
