文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
文章編號(hào)： 0258-7998(2012)03-0134-02
火藥柱中的包覆層用于保護(hù)殼體，防止推進(jìn)劑燃燒過(guò)程中殼體融化，包覆層與推進(jìn)劑脫粘會(huì)使推進(jìn)劑藥柱燃燒表面增大，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)因壓力劇增而爆炸。脫粘是發(fā)動(dòng)機(jī)報(bào)廢的主要原因，因此是包覆層與推進(jìn)劑研究的中心內(nèi)容之一，其安全性至關(guān)重要[1]。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于粘貼質(zhì)量的無(wú)損檢測(cè)方法主要有X射線檢測(cè)、紅外檢測(cè)、超聲波檢測(cè)等[2]，其中超聲波檢測(cè)法因其檢測(cè)能力強(qiáng)、缺陷定位準(zhǔn)確、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。而脈沖回波法是利用超聲波在粘貼界面上的反射和投射來(lái)檢測(cè)缺陷的一種特殊超聲波檢測(cè)方法，其檢測(cè)效果明顯且精度較高。結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況，本文采用該方法實(shí)現(xiàn)對(duì)火藥柱包覆層與推進(jìn)劑粘貼質(zhì)量的檢測(cè)。
1 檢測(cè)原理及方法
采用超聲波進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需要實(shí)現(xiàn)聲能從探頭向工件的傳遞。按照超聲波的耦合方式，可以分為直接接觸式和液浸式[3]。由于系統(tǒng)檢測(cè)對(duì)象為圓筒狀試件，直接接觸法對(duì)試件外形尺寸要求較高，通用性較差，且容易對(duì)探頭造成磨損，不便于自動(dòng)檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)選用通用性強(qiáng)、超聲波的發(fā)射和接收都較為穩(wěn)定，且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè)的液浸式超聲耦合方法，如圖1所示。
根據(jù)上述超聲波檢測(cè)原理設(shè)計(jì)檢測(cè)方案，選取脫粘情況已知的試件比較檢測(cè)效果，選用超聲探頭的頻率為2.5 MHz。整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)包括：工控一體化工作站作為整個(gè)系統(tǒng)的控制核心；動(dòng)力及驅(qū)動(dòng)部分的功能是控制超聲探頭的軸向移動(dòng)及試件的圓周旋轉(zhuǎn)，試件的圓周旋轉(zhuǎn)通過(guò)變頻電機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)支撐輪轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，軸向移動(dòng)由伺服電機(jī)帶動(dòng)絲杠螺母實(shí)現(xiàn)；超聲波模塊由超聲波發(fā)射卡和超聲波傳感器組成，發(fā)射卡根據(jù)數(shù)據(jù)采集間隔發(fā)射超聲波信號(hào)，超聲波傳感器接收回波信號(hào)，并將信號(hào)傳輸?shù)焦た貦C(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；得到缺陷的位置和面積信息。
超聲探頭選用聚焦探頭，探頭與試件之間通過(guò)流動(dòng)噴水耦合。探頭發(fā)射超聲波入水后，在水與包覆層、包覆層與推進(jìn)劑界面都有超聲波返回，當(dāng)包覆層與推進(jìn)劑界面發(fā)生脫粘時(shí)，該界面處的回波比粘貼時(shí)的能量大，基于這一原理可以根據(jù)該界面回波的幅值判定檢測(cè)處是否脫粘。檢測(cè)時(shí)的超聲回波信號(hào)如圖2所示。
本文基于超聲波的檢測(cè)原理，針對(duì)火藥柱包覆層與推進(jìn)劑缺陷檢測(cè)的特殊要求，設(shè)計(jì)了水浸式超聲脈沖回波法缺陷檢測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)制作人工缺陷的火藥柱進(jìn)行整體檢測(cè)表明，本系統(tǒng)較為準(zhǔn)確地計(jì)算出人工缺陷的位置及面積，同時(shí)該檢測(cè)系統(tǒng)具有檢測(cè)通用性好、檢測(cè)過(guò)程高效、檢測(cè)精度高等優(yōu)點(diǎn)，可以縮短采樣間距進(jìn)一步提高檢測(cè)精度。缺點(diǎn)是不適合厚度要求一致的殼體，對(duì)一些異形試件的檢測(cè)還需要進(jìn)一步研究。
參考文獻(xiàn)
[1] 鄭林,趙宏利,陳曉明,等.包覆層可靠性對(duì)高燃速火藥燃速測(cè)試的影響及改進(jìn)[J].火炸藥學(xué)報(bào),2007,30(3):59-61.
[2] 韓明,苗長(zhǎng)云.無(wú)損檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用研究[J]. 科學(xué)觀察，2011(1):75-77.
[3] 全朝紅,陳程,龔術(shù).超聲脈沖回波在隧道襯砌結(jié)構(gòu)完整性檢測(cè)中的應(yīng)用[J].工程地球物理學(xué)報(bào).2010,2(7):197-
200.
[4] 樊森.發(fā)動(dòng)機(jī)絕熱層粘接質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)研究[D]. 太原：中北大學(xué),2010.
[5] 張媛,辛云宏,張春琴.基于時(shí)空聯(lián)合濾波技術(shù)的緩慢運(yùn)動(dòng)紅外弱小目標(biāo)檢測(cè)算法[J].光子學(xué)報(bào).2010,11(39):
2049-2052.