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超聲波焊接原理
鋼層下橡膠層粘接質量檢測(二)

(1) 檢測信號存在透聲窗對于鋼層厚度為4mm、橡膠層每層厚度為2mm的實驗樣品,得到如圖10-12所示的信號譜。觀察發現,對于主要以鋼層多次反射為主體的系統檢測,信號存在一個明顯的透聲頻率窗口。此窗的頻率恰好為鋼層厚度共振頻率,此處為700kHz。


通過選取窗口頻率,可以減少鋼層多次反射信號的干擾,提高橡膠層脫粘回波信號的檢測靈敏度。檢測頻率選取的依據即在于此。


(2) 有無二界面回波檢測信號包絡不同  純鋼層多次反射(一界面脫粘或粘好)的檢測信號是一個標準的指數衰減包絡, 如圖10-14a所示;有橡膠層脫粘反射回波在內的檢測信號是凸包狀,如圖10-14b所示,此特征是信號處理標準波形或參考波形選取的理論依據。




(3) 高靈敏時間窗   基于研究模型和具體參數結構,從理論和實驗上都發現存在一個高靈敏度的時間窗(42 ~55μs),如圖10-15所示。圖中1、2、3、4、0分別代表一、二、 三、四界面脫粘和粘好等狀態結果。分析認為,出現界面脫粘檢測靈敏時間窗的原因在于各層界面回波與鋼層多次反射回波的疊加。該時間窗口隨著檢測結構參數改變而改變,它是信號處理數據采樣選取的依據。



(4) 各界面脫粘幅度包絡不是單調變化的   從圖10-15可見,一界面脫粘到四界面脫粘再到粘好,它們的幅度包絡不是單調下降或增大,而是存在交叉。表明很難用簡單的包絡幅度法來區分幾個界面的脫粘,必須用信號處理作模式識別。


(5) 脫粘邊緣檢測信號發生相位翻轉   研究發現,當探頭由粘好區域進入脫粘區掃描時,在脫粘邊緣處發生檢測信號相位翻轉現象,且不管是幾界面脫粘均一樣。這與Lopilato 和Carter提出的用頻譜分析檢測分層的思路相似,即空隙會導致層的反射信號發生180°相位變換。但目前還未有深入的理論分析。



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