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复合材料常见的4种无损检测技术优缺点对比

发布日期:2019-08-01 作者: 开异智能技术(上海)有限公司

目前,国内外用于复合材料的无损检测技术主要包括压力传感、智能敲击、超声波、射线、声发射和红外热成像等,开异智能技术(上海)有限公司下面西安获德小编将为大家一一列举其优缺点。

压力传感器检测技术

传感器常用于对结构应变、应力、位移和速度等物理量的测量。常见的传感器有压电片、电阻应变片、位移计和加速度计等。它们在测试过程中往往易受电磁干扰,并需大量的电缆连接或需要耦合剂。对此,近年来兴起的光纤光栅等优点被广泛应用于海洋船舶和地下管道监控等,光学筛选机该技术避免了压电片等传统传感器的线路复杂情况,可分布式粘贴于被测结构表面货相嵌于内部,尤其是微型光纤光栅传感器能够内嵌于薄板结构而不影响结构性能。

超声检测技术

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超声检测技术被用于近80%的无损检测,其优点是穿透性强,可对缺陷进行精确定位,但大多数情况需使用专用耦合剂,油或水等,使得探头激发的超声波能够传播至被测结构。此外,不同的被测结构需对应不同探头,尤其是泄露兰姆波C扫描系统的探头更需要专门定制。目前空气耦合超声系统因无需耦合和快速检测的优势成为研究热点,用于大型复合材料的无损检测。

智能敲击检测技术

传统的敲击技术是利用锤子、螺丝筛选机棒或硬币等刚性物体对被测结构施加激励,根据回声的音色进行损伤有无的辨别。例如铁路工人通过对铁轨和车体的关键部位敲击,当回声比较“闷”时,说明敲击点处损伤,该技术虽简单快速,且无需庞大昂贵的检测仪器,但易受主观因素影响,过于依赖工作经验,切往往仅能识别交大损伤的有无,对受损点的局部响应难以对损伤的位置和大小及微小损伤不敏感。

而智能敲击技术将传感器与敲击锤融合,有效避免了大量传感器需固定于被测结构的情形,通过对物体机械振动信息的采集、放大和处理得到结构的局部响应,故不受背景噪声的影响,可实现实时现场检测。然而经过试验,该技术也存在一定的缺陷,敲击锤在敲击之前的速度难以控制,且易出现撞击“拖尾”现象。

射线检测技术

X射线、计算机层析照相(CT)、红外线、激光和微波等无损检测均属于射线检测技术,此类技术离不开昂贵的仪器,操作复杂,需对操作人员进行专业培训,且往往产生辐射危及人体健康。其中,X射线和CT扫描技术最早被应用于医疗事业,以直观图像显示,成像快速且易保存。X射线适合检测体积型缺陷,可有效识别复合材料中的夹杂和孔隙,但应注意伪象的干扰,机器视觉检测对分层损伤不太敏感。而CT扫描技术因组成元素与人体相近,可通过被测物质对辐射的吸收和衰减来进行无损检测,可有效检测复合材料的分层、夹杂和裂纹等。

其他检测

除了以上几种适用于复合材料的无损检测技术,还有声发射、红外热成像技术、微波检测和涡流检测技术等。声发射主要用于复合材料承力结构的检测,对动态缺陷敏感。红外热成像主要通过记录被测结构表面红外辐射发的变化,分为有源和无源两种,前者是通过对被测结构加热使其表面温度上升,同时采用红外成像仪中的光敏元件记录被测结构表面的红外辐射能量分布,但该技术对较深的缺陷不敏感。


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