復(fù)合材料常見的4種無損檢測技術(shù)優(yōu)缺點對比

西安獲德

    目前，國內(nèi)外用于復(fù)合材料的無損檢測技術(shù)主要包括壓力傳感、智能敲擊、超聲波、射線、聲發(fā)射和紅外熱成像等，下面西安獲德小編將為大家一一列舉其優(yōu)缺點。
壓力傳感器檢測技術(shù)
    傳感器常用于對結(jié)構(gòu)應(yīng)變、應(yīng)力、位移和速度等物理量的測量。常見的傳感器有壓電片、電阻應(yīng)變片、位移計和加速度計等。它們在測試過程中往往易受電磁干擾，并需大量的電纜連接或需要耦合劑。對此，近年來興起的光纖光柵等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于海洋船舶和地下管道監(jiān)控等，該技術(shù)避免了壓電片等傳統(tǒng)傳感器的線路復(fù)雜情況，可分布式粘貼于被測結(jié)構(gòu)表面貨相嵌于內(nèi)部，尤其是微型光纖光柵傳感器能夠內(nèi)嵌于薄板結(jié)構(gòu)而不影響結(jié)構(gòu)性能。
超聲檢測技術(shù)
    超聲檢測技術(shù)被用于近80%的無損檢測，其優(yōu)點是穿透性強，可對缺陷進行精確定位，但大多數(shù)情況需使用專用耦合劑，油或水等，使得探頭激發(fā)的超聲波能夠傳播至被測結(jié)構(gòu)。此外，不同的被測結(jié)構(gòu)需對應(yīng)不同探頭，尤其是泄露蘭姆波C掃描系統(tǒng)的探頭更需要專門定制。目前空氣耦合超聲系統(tǒng)因無需耦合和快速檢測的優(yōu)勢成為研究熱點，用于大型復(fù)合材料的無損檢測。
智能敲擊檢測技術(shù)
    傳統(tǒng)的敲擊技術(shù)是利用錘子、棒或硬幣等剛性物體對被測結(jié)構(gòu)施加激勵，根據(jù)回聲的音色進行損傷有無的辨別。例如鐵路工人通過對鐵軌和車體的關(guān)鍵部位敲擊，當回聲比較“悶”時，說明敲擊點處損傷，該技術(shù)雖簡單快速，且無需龐大昂貴的檢測儀器，但易受主觀因素影響，過于依賴工作經(jīng)驗，切往往僅能識別交大損傷的有無，對受損點的局部響應(yīng)難以對損傷的位置和大小及微小損傷不敏感。
    而智能敲擊技術(shù)將傳感器與敲擊錘融合，有效避免了大量傳感器需固定于被測結(jié)構(gòu)的情形，通過對物體機械振動信息的采集、放大和處理得到結(jié)構(gòu)的局部響應(yīng)，故不受背景噪聲的影響，可實現(xiàn)實時現(xiàn)場檢測。然而經(jīng)過試驗，該技術(shù)也存在一定的缺陷，敲擊錘在敲擊之前的速度難以控制，且易出現(xiàn)撞擊“拖尾”現(xiàn)象。
射線檢測技術(shù)
    X射線、計算機層析照相（CT）、紅外線、激光和微波等無損檢測均屬于射線檢測技術(shù)，此類技術(shù)離不開昂貴的儀器，操作復(fù)雜，需對操作人員進行專業(yè)培訓(xùn)，且往往產(chǎn)生輻射危及人體健康。其中，X射線和CT掃描技術(shù)最早被應(yīng)用于醫(yī)療事業(yè)，以直觀圖像顯示，成像快速且易保存。X射線適合檢測體積型缺陷，可有效識別復(fù)合材料中的夾雜和孔隙，但應(yīng)注意偽象的干擾，對分層損傷不太敏感。而CT掃描技術(shù)因組成元素與人體相近，可通過被測物質(zhì)對輻射的吸收和衰減來進行無損檢測，可有效檢測復(fù)合材料的分層、夾雜和裂紋等。
其他檢測
    除了以上幾種適用于復(fù)合材料的無損檢測技術(shù)，還有聲發(fā)射、紅外熱成像技術(shù)、微波檢測和渦流檢測技術(shù)等。聲發(fā)射主要用于復(fù)合材料承力結(jié)構(gòu)的檢測，對動態(tài)缺陷敏感。紅外熱成像主要通過記錄被測結(jié)構(gòu)表面紅外輻射發(fā)的變化，分為有源和無源兩種，前者是通過對被測結(jié)構(gòu)加熱使其表面溫度上升，同時采用紅外成像儀中的光敏元件記錄被測結(jié)構(gòu)表面的紅外輻射能量分布，但該技術(shù)對較深的缺陷不敏感。
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