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超声测厚技术的试验应用与硬件设计

2012-08-07

电子测试 2012年2期

王 健

(92941部队93分队 辽宁葫芦岛 125001)

0 引言

在飞行试验中,导弹发射后需对发射箱内壁进行检查,测试导弹发射对发射箱的破坏程度;在发射装置维修维护过程中,也需要对机械内部的损坏程度进行测量和分析,以准确了解装备情况。而这些工作很多都无法靠人员直接观察,必须利用某种无损探伤方法对其进行测量。这里我们开展利用超声测厚技术的研究与设计,希冀能够为更加详实地了解发射装置内部情况、评估导弹飞行试验后对设备的损坏程度提供重要的手段。这样能够更加准确地对参试设备进行检验,使得试验鉴定结果更加科学有效。

1 超声测厚方法

超声测厚原理上可分为共振式、脉冲反射式两种。

1.1 共振法

在用频率在一定范围内连续变化的正弦波电信号激励压电晶片时,晶片向试件内所发射的声波其频率也是连续变化的[4]。如试件厚度为声波半波长的整数倍时,在试件内会形成驻波,试件产生共振,且:

显然在共振时,厚度与共振频率有如下关系:

即:

n=1时,fn=f1称为基波频率。

由上式可见:

所以得知厚度共振的两个相邻的共振频率时(此可用测厚仪测得),即可按下式算出厚度:

共振法的应用要求被测试件上下面较平,腐蚀程度不一致的部位几乎就不能产生共振,而用于维修检查的测厚,要测的正是这种腐蚀不均的部分[5]。

1.2 脉冲反射法

如图1所示,从发射换能器发射的声脉冲T穿过探头延迟块和耦合剂到达试件上表面时,部分能量则穿过试件从下表面反射回探头接收换能器形成界面波S,部分能量则穿过试件从下表面反射形成底反射波B。……

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