专利名称：一种船用自由阻尼橡胶板粘贴质量的无损检测方法
技术领域：
本发明属于无损检测方法，特别涉及一种船用自由阻尼橡胶板粘贴质量的无损检测方法，用于船用自由阻尼橡胶板粘贴质量的检测。
背景技术：
目前，在敷设船用阻尼橡胶材料的实际工程中，通常采用目测检查和抽样敲击等传统检测方法，通过观察阻尼橡胶材料边缘有无翘起检查边缘粘接质量，抽样敲击粘接到基体上的阻尼橡胶材料，听是否发出“空、空……”等粘接不实的声音来判断粘接质量。该方法虽然简单易行，但只能定性检测，可靠性差，难于定量判断，且需要检测人员具有熟练的检测经验。有部分高校在“多界面超声脱粘检测的方法研究及信号处理”的研究中，采用 “板波诱发纵波”超声检测技术进行界面脱粘检测，然后再采用自适应滤波、小波变换等信号处理方法进行特征提取最终判断各界面的粘接情况。该研究中橡胶的大衰减对回波信号影响较大，且金属层内多次强反射信号淹没了十分微弱的深层橡胶层的反射信号，不利于分析检测结果。
发明内容
本发明提供一种船用自由阻尼橡胶板粘贴质量的无损检测方法，解决采用“板波诱发纵波”超声检测法进行橡胶与金属界面粘贴质量无损检测存在的回波信号微弱、不利于分析检测结果、工程实用性不强的问题。本发明的一种船用自由阻尼橡胶板粘贴质量的无损检测方法，包括以下步骤第一步将超声检测系统进行仪器连接，对超声波探伤仪及数字示波器的参数进行调节，使自由阻尼橡胶板的一次底面回波高度适中，调节采样频率使采集的数据能记录到金属基体的多次底面回波。第二步将自由阻尼橡胶板表面划分正方形网格；所述的正方形网格节点间距L = 2mm 10mm，得到N个节点，N = [a/L] X [b/L]， a、b分别为消声瓦的长和宽，单位mm，[.]表示对[.]内的数值四舍五入取整。第三步将中心频率的纵波直探头直接耦合在阻尼橡胶板表面的正方形网格上， 沿网格线对自由阻尼橡胶板进行逐行逐列扫描，采集各节点上回波信号，通过超声波探伤仪将节点上的回波信号和对应节点位置送入计算机，得到N个检测信号；第四步计算自由阻尼橡胶板一次底面回波出现的时刻、和金属基体一次底面回波出现的时刻t2，再分别计算N个检测信号中金属基体η次底面回波出现的时刻Ti, i = 1， 2,3……η 、= ZXd1A^t2 = ZXd2AvTi = ViXt2 ；其中屯为自由阻尼橡胶板的厚度， d2为金属基体的厚度，C1为自由阻尼橡胶板的声速，C2为金属基体的声速；第五步对于N个检测信号，分别判断在回波时刻Ti是否出现η次清晰的金属基体底面回波，如果是则该检测信号对应的自由阻尼橡胶板节点处粘接良好，否则该检测信号对应的自由阻尼橡胶板节点处脱粘。
本发明的有益效果本发明为自由阻尼橡胶材料安装质量满足GJB3045-97《粘弹性阻尼材料通用规范》明确规定的“每块阻尼材料的实际粘接面积应不小于每块总粘接面积的70%”的要求提供技术支持，实现一种船用自由阻尼橡胶板粘贴质量的无损检测方法，填补了目前国内舰船行业自由阻尼橡胶材料与金属基体粘结面脱粘情况无损检测方法的空白，可以针对潜艇消声瓦与金属基体粘结面脱粘情况实施100%无损检测，重复性好、可靠性高，检测结果不受检测人员经验和水平影响，为潜艇消声瓦的安装质量提供了一种合理有效的检测手段， 具有较大的经济效益和社会效益
图1自由阻尼橡胶板胶接试样结构示意图；图2超声检测系统；图3自由阻尼橡胶板-钢板胶接试样的回波信号图；图4自由阻尼橡胶板-钢板胶接试样的回波信号局部放大图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明的技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。将一块截面尺寸为100X IOOmm的SA_3型自由阻尼橡胶板与一块钢板粘结，其中两种材料接触面有20X20mm的区域未涂敷胶粘剂，制备得到局部脱粘的自由阻尼橡胶板胶接试样，其结构示意如图1所示；其中自由阻尼橡胶板1、试样粘结区域2、试样脱粘区域 3、钢板4。本发明所使用的超声检测系统如图2所示；其中超声波探伤仪5、数字示波器6、纵波直探头7、自由阻尼橡胶板胶接试样8、计算机9。本发明的实施例，包括下述步骤1)信号调节步骤调节超声波探伤仪5及数字示波器6的参数，使自由阻尼橡胶板1的一次底面回波高度适中，调节采样频率使采集的数据能记录到钢板的多次底面回波。调节后的参数为 CTS-32超声波探伤仪增益为58dB ；DP04032数字示波器的信号放大按钮调到Iv ；采样间隔4X 10_6s ；满屏采集点数10000个；2)划分网格步骤将截面尺寸为IOOXlOOmm自由阻尼橡胶板1表面划分正方形网格，正方形网格节点间距2_，得到2500个节点；3)信号采集步骤将中心频率fm = 2MHz的纵波直探头7直接耦合在阻尼橡胶板试样粘接区域2的正方形网格上，沿网格线对自由阻尼橡胶板试样8进行逐行逐列扫描，采集各节点上回波信号，通过超声波探伤仪5将节点上的回波信号和对应节点位置送入计算机9，得到MOO个检测信号；图3、图4给出了其中的一个回波信号的波形，见实现a ；波形a表示自由阻尼橡胶板胶接试样的粘结区域某一节点位置采集的回波信号，波形b表示自由阻尼橡胶板胶接试样的脱粘区域某一节点位置采集的回波信号。保持超声波探伤仪5及数字示波器6参数不变的状态下，按照上述步骤将纵波直探头7移动到阻尼橡胶板试样的脱粘区域3内，沿着脱粘区域上的网格进行逐行逐列扫描， 得到100个检测信号；图3、图4给出了其中的一个回波信号的波形，见虚线b ；4)回波时刻计算步骤计算机先计算自由阻尼橡胶板一次底面回波出现的时刻、和金属基体一次底面回波出现的时刻t2，再分别计算2500个检测信号中钢板3次底面回波出现的时刻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 ；其中自由阻尼橡胶板的厚度Cl1 = 5. 3mm,钢板的厚度d2 = 8mm,自由阻尼橡胶板的声速C1 = 1860m/s，钢板的声速c2 = 6010m/s ；5)判定步骤对于2500个检测信号，分别判断在时刻I\、T2、T3是否出现了 3次清晰的钢板底面回波，是则该检测信号对应的自由阻尼橡胶板节点脱粘，否则该检测信号对应的自由阻尼橡胶板节点粘接良好。粘结区域的MOO个检测信号，从图3可以观察到波形a在8. 57 μ S、11. 22 μ s、 14. 01 μ S三个时刻出现了 3次清晰的钢板底面回波，由此判定波形a对应的该节点处粘接良好；脱粘区域的100个检测信号，从图3可以观察到波形b在8. 57 μ S、11. 22 μ S、 14. 01 μ S三个时刻未出现3次清晰的钢板底面回波，由此判定波形b对应的该节点处脱粘。
权利要求
1.一种船用自由阻尼橡胶板粘贴质量的无损检测方法，其特征在于，包括以下步骤 第一步将超声检测系统进行仪器连接，对超声波探伤仪及数字示波器的参数进行调节，使自由阻尼橡胶板的一次底面回波高度适中，调节采样频率使采集的数据能记录到金属基体的多次底面回波。第二步将自由阻尼橡胶板表面划分正方形网格；第三步将中心频率的纵波直探头直接耦合在阻尼橡胶板表面的正方形网格上，沿网格线对自由阻尼橡胶板进行逐行逐列扫描，采集各节点上回波信号，通过超声波探伤仪将节点上的回波信号和对应节点位置送入计算机，得到N个检测信号；第四步计算自由阻尼橡胶板一次底面回波出现的时刻\和金属基体一次底面回波出现的时刻、，再分别计算N个检测信号中金属基体η次底面回波出现的时刻Ti, i = 1,2, 3……η = 2X^/0^ t2 = 2Xd2/c2，Ti = t^iXt2 ；其中吨为自由阻尼橡胶板的厚度， d2为金属基体的厚度，C1为自由阻尼橡胶板的声速，C2为金属基体的声速；第五步对于N个检测信号，分别判断在回波时刻Ti是否出现η次清晰的金属基体底面回波，如果是则该检测信号对应的自由阻尼橡胶板节点处粘接良好，否则该检测信号对应的自由阻尼橡胶板节点处脱粘。
2.如权利要求1所述的一种船用约束阻尼橡胶板粘贴质量的无损检测方法，其特征在于，所述的正方形网格节点间距L = 2mm 10mm，得到N个节点，N = [a/L] X [b/L]，a、b分别为消声瓦的长和宽，单位mm，[.]表示对[.]内的数值四舍五入取整。
全文摘要
本发明提供一种船用自由阻尼橡胶板粘贴质量的无损检测方法，属于无损检测方法领域。包括以下步骤第一步信号调节，第二步划分网格，第三步信号采集；第四步回波时刻计算；第五步判定。本发明解决采用“板波诱发纵波”超声检测法进行橡胶与金属界面粘贴质量无损检测存在的回波信号微弱、不利于分析检测结果、工程实用性不强的问题。
文档编号G01N29/04GK102507735SQ201110345200
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月4日 优先权日2011年11月4日
发明者彭劲松, 徐北平, 林莉, 马致远, 高翠萍 申请人:大连理工大学, 武昌造船厂集团有限公司
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