5、相控陣超聲檢測技術(shù)

　　相控陣超聲檢測技術(shù)是一種多聲束掃描成像技術(shù)，它所采用的超聲檢測探頭是由多個晶片組成的換能器陣列，陣列單元在發(fā)射電路激勵下以可控的相位激發(fā)出超聲，產(chǎn)生的球面波在傳播過程中波前相互疊加，形成不同的聲束。

　　相控陣超聲探頭由晶片陣列組成，各聲束相位可控，可用軟件控制聚焦焦點，不移動探頭或盡量少移動探頭就能掃查厚大工件和形狀復(fù)雜工件的各個區(qū)域。通過優(yōu)化控制焦柱長度、焦點尺寸和聲束方向，使得相控陣超聲在分辨力、信噪比、缺陷檢出率等方面具有一定的優(yōu)越性。

　　在實際的檢測應(yīng)用和研究中，設(shè)計形狀巧妙的探頭已成為解決可達性差和空間限制問題的有效手段，英國R.J.Freemantle等人用一種新穎的相控陣超聲探頭檢測大面積航空復(fù)合材料構(gòu)件，把相控陣陣列安裝在橡膠滾輪中，該滾輪既可手動也可自動控制，能有效檢出航空復(fù)合材料構(gòu)件中的裂紋及未貼合等缺陷。Olympus無損檢測公司的J.Habermehl等人用該公司的相控陣超聲檢測系統(tǒng)OmniScanTMPA對飛機上碳纖維增強聚合物基復(fù)合材料平板構(gòu)件進行檢測，不僅比傳統(tǒng)超聲檢測速度快而且成像效果好。J.Habermehl等人還設(shè)計了專門檢測碳纖維增強聚合物基復(fù)合材料彎管的弧形相控陣探頭，為檢測圓角聯(lián)接的構(gòu)件提供了快速可靠的方法。

　　6、非線性超聲檢測技術(shù)

　　非線性超聲檢測是利用超聲波在材料中傳播時，介質(zhì)或微小缺陷與它相互作用產(chǎn)生的非線性響應(yīng)信號，進行材料性能的評估和微小缺陷的檢測，本質(zhì)上反映的是微小缺陷對材料非線性的影響。傳統(tǒng)超聲無損檢測使用的檢測超聲波幅值極小，即由超聲波傳播時產(chǎn)生的應(yīng)力和應(yīng)變均為極小值，此時介質(zhì)中超聲波的傳播遵循線性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。當(dāng)使用大幅度的超聲波(有限幅度超聲)檢測時，超聲波傳播時受介質(zhì)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系非線性的影響增強，超聲非線性響應(yīng)信號幅度變大，使描述傳統(tǒng)超聲的線性波動方程增加了諧波部分。把波動方程中的二次諧波與基波(即線性項)的系數(shù)比值定義為非線性聲參量B/A。非線性聲參量B/A比值的大小反映了超聲在傳播過程中非線性效應(yīng)的強弱。B/A的測量方法有有限振幅絕對測量法、有限振幅相對測量法和改善的熱力學(xué)方法等。

　　研究表明，超聲波在貼合(KissingBonds)的接觸界面上傳播顯示出非常明顯的非線性，出現(xiàn)較多的非常規(guī)諧波和非線性波形畸變。英國C.J.Brotherhood等人用常規(guī)超聲、電磁超聲和非線性超聲3種超聲檢測方法對在膠接中產(chǎn)生的貼合(非粘接)缺陷進行了檢測，并在檢測的過程中對接觸面施加載荷。在外加載荷較低的情況下，非線性超聲具有3者中最高的靈敏度。

　　結(jié)束語

　　復(fù)合材料由于其結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜、材料特性多樣，單一的超聲檢測方法難以勝任所有的檢測需求。實際檢測中，應(yīng)針對各種復(fù)合材料的特點，選擇適合的檢測方法，或使用多種方法配合，互相補充，來完成不同的檢測任務(wù)。除上述方法外，電磁超聲、聲-超聲等方法也可應(yīng)用于復(fù)合材料的缺陷檢測，但應(yīng)用較少，在此不再贅述。超聲無損檢測的突出優(yōu)點是對人體無害、成本低、操作簡便，它必將在復(fù)合材料的無損檢測領(lǐng)域中發(fā)揮出更大的作用。