專利名稱：金屬構件損傷無損檢測系統及檢測方法
技術領域：
本發明涉及檢測系統領域，尤其涉及ー種能分別收集電、熱、聲、力多信息融合后確認金屬構件損傷狀態的檢測系統。
背景技術：
目前對裝備廢舊零部件進行無損檢測和壽命評估以確定其是否具有再制造價值是毛坯件再制造整個過程中的第一歩，同時也是至關重要的ー環，它直 接關系到再制造產品的安全性、可靠性和社會對再制造產品的認可程度。而目前研究較多的無損檢測技術有磁粉檢測技術、滲透檢測技術、エ業CT檢測技術、超聲檢測技木、渦流檢測技術、金屬磁記憶檢測技術等。但這些檢測技術僅適用于檢測達到一定宏觀尺寸的缺陷。在上述無損檢測技術中，磁粉檢測技術僅能檢測到鐵磁材料I 2mm深度的宏觀缺陷；滲透檢測技術僅能檢測致密性金屬的表面開ロ型宏觀缺陷；エ業CT檢測技術需要對射線進行較好的防護，而且對于面狀缺陷，若射線方向與面平行則很難檢出；超聲檢測時需要使用耦合劑，僅對宏觀缺陷比較敏感；渦流檢測存在集膚效應，所以只能檢測零件表層的缺陷，且易受零件表面積碳等導電覆蓋層凸凹度的影響；金屬磁記憶檢測技術是ー種新興的無損檢測技術，磁記憶的機理還不是非常明確，因此應用磁記憶信號定量預測鐵磁構件的壽命還需要其基礎理論的進ー步發展。目前也用將聲發射、紅外等技術用于材料檢測的，但這些技術只能單獨收集相關數據，卻無法從多個方向對裝備的金屬構件壽命、損傷進行準備判斷得出檢測結果。而裝備的壽命評估是目前尚未解決的世界難題，現有發展無損檢測技術都存在各自的局限性，因此急需發展ー種可靠的多判據裝備健康診斷系統，以較高的精度研判裝備損傷程度，并動態監測構件的損傷過程，為裝備到達壽命自動化預警提供前期技術支持。

發明內容
基于上述現有技術的問題，本發明提供ー種金屬構件損傷無損檢測系統及檢測方法，可同時收集金屬構件性能測試中的電、熱、聲、力多信息，用于確定金屬構件損傷程度的無損檢測結果，有效提高了檢測的可靠性和準備性。實現本發明目的的技術方案具體如下本發明給出ー種金屬構件損傷無損檢測系統，該系統包括主控系統、動態微電阻監測系統、聲發射信號采集系統、紅外熱信號采集系統以及力與位移信號采集系統；其中，收集金屬構件性能測試中動態微電阻信號的所述動態微電阻監測系統、收集金屬構件性能測試中聲發射信號的所述聲發射信號采集系統、收集金屬構件性能測試中紅外熱信號的所述紅外熱信號采集系統和收集金屬構件性能測試中力與位移信號的所述力與位移信號采集系統，分別與接收微電阻數據信息、聲數據信息、熱數據信息以及カ與位移數據信息并進行匯總處理的主控系統連接。
其中，所述動態微電阻監測系統包括微電阻測量夾頭和微電阻信號處理裝置；其中，收集動態微電阻信號的所述微電阻測量夾頭與接收并處理所收集的動態微電阻信號的所述微電阻信號處理裝置電連接。其中，所述微電阻信號處理裝置采用TH2512型直流微電阻測量儀。其中，所述聲發射信號采集系統包括聲發射探頭和聲信號處理裝置；其中，收集聲發射信號的所述聲發射探頭與接收并處理所收集的聲發射信號的所述聲信號處理裝置電連接。
其中，所述聲發射信號采集系統采用帶有聲發射探頭的18位PCI-2型聲發射信號監測儀。其中，所述紅外熱信號采集系統包括紅外熱信號采集器和紅外熱信號處理裝置；其中，收集紅外熱信號的所述紅外熱信號采集器與接收并處理所收集的紅外熱信號的所述紅外熱信號處理裝置電連接。其中，所述紅外熱信號采集器采用紅外熱像儀。其中，所述主控系統包括第一接收裝置、第二接收裝置、第三接收裝置、第四接收裝置和數據匯總處理裝置；其中，接收所述動態微電阻監測系統輸出微電阻數據信息的所述第一接收裝置、接收所述聲發射信號采集系統輸出聲數據信息的所述第二接收裝置所述、接收所述紅外熱信號采集系統輸出熱數據信息的所述第三接收裝置，以及接收所述力與位移信號采集系統輸出力數據信息的所述第四接收裝置，分別與接收微電阻數據信息、聲數據信息、熱數據信息及カ數據信息并進行匯總處理的所述數據匯總處理裝置電連接。本發明還提供ー種金屬構件損傷無損檢測方法，該方法包括采用上述的檢測系統；將所述系統中的動態微電阻監測系統、聲發射信號采集系統、紅外熱信號采集系統和カ與位移信號采集系統分別與所檢測的金屬構件連接；在對所檢測金屬構件施加各種力學性能測試過程中，通過所述動態微電阻監測系統、聲發射信號采集系統、紅外熱信號采集系統和カ與位移數據信息分別收集所述金屬構件的動態微電阻信號、聲發射信號、紅外熱信號以及カ與位移信號；由所述動態微電阻監測系統、聲發射信號采集系統和紅外熱信號采集系統分別對收集的所述動態微電阻信號、聲發射信號、紅外熱信號以及カ與位移信號處理后，分別得到的微電阻數據信息、聲數據信息、熱數據信息及力數據信息輸出至所述系統的主控系統；所述主控系統對收到的所述微電阻數據信息、聲數據信息、熱數據信息及カ數據信息進行匯總后處理得出對所檢測金屬構件損傷的無損檢測結果。其中，所述通過所述動態微電阻監測系統、聲發射信號采集系統、紅外熱信號采集系統和カ與位移數據信息分別收集所述金屬構件的動態微電阻信號、聲發射信號、紅外熱信號以及カ與位移信號包括
所述動態微電阻監測系統的電阻量程為mQ，為高頻采集電阻信號，每秒采集10個微電阻數據點；所述聲發射信號采集系統采集的諧振頻率為140KHZ ;聲發射探頭前放增益為40dB ；所述紅外熱信號采集系統的溫度采集區間為0 250°C。本發明的有益效果是通過將動態微電阻監測系統、聲發射信號采集系統、紅外熱信號采集系統和カ與位移信號采集系統分別與主控系統電連接，可在對金屬構件性能測試中，同時通過動態微電阻監測系統收集金屬構件性能測試中的動態微電阻信號、聲發射信號采集系統收集金屬構件性能測試中的聲發射信號、紅外熱信號采集系統收集金屬構件性能測試中的紅外熱信號以及カ與位移信號采集系統收集金屬構件性能測試中力與位移信號，并處理后形成微電阻數據信息、聲數據信息、熱數據信息和カ數據信號傳送至主控系統，經主控系統匯總處理后得出對金屬構件損傷的檢測結果。該系統由于可同時收集金屬構件性能測試中的電、熱、聲、力等多信息，突破了單判據準確性不夠的限制，確保了在無損 狀態下對金屬構件損傷檢測的準確性，進而大大提升了對裝備壽命評估的可靠性和準確性。


下面給出實施例描述中所需要使用的附圖。圖I為本發明實施例I提供的檢測系統的結構示意圖；圖2為本發明第一實施例提供的動態微電阻監測系統的結構示意圖；圖3為本發明第一實施例提供的聲發射信號采集系統的結構示意圖；圖4為本發明第一實施例提供的紅外熱信號采集系統的結構示意圖；圖5為本發明第一實施例提供的力與位移信號采集系統的結構示意圖；圖6為本發明第一實施例提供的主控系統的結構示意圖；圖7為本發明實施例所檢測的金屬構件的結構示意圖；圖8為本發明實施例提供的檢測系統使用狀態示意圖；圖9為本發明實施例檢測系統檢測得到的應カ-應變曲線；圖10為本發明實施例檢測系統檢測得到的位移-時間關系曲線；圖11為本發明實施例檢測系統檢測得到的金屬構件焊縫處溫度變化規律曲線；圖12為本發明實施例檢測系統檢測得到的金屬構件的微電阻動態變化規律曲線；圖13為本發明實施例檢測系統檢測得到的金屬構件的聲發射幅值信號；圖14為本發明實施例檢測系統檢測得到的金屬構件的聲發射能量信號；
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的實施例作進ー步具體說明。第一實施例本實施例給出ー種金屬構件損傷無損檢測系統，可以對各種裝備的金屬構件進行無損檢測，得出金屬構件損傷狀態的準確結果，提高檢測的可靠性與準確性，如圖I所示，該系統包括主控系統、動態微電阻監測系統、聲發射信號采集系統、紅外熱信號采集系統和力與位移信號采集系統；其中，動態微電阻監測系統用于收集金屬構件性能測試中動態微電阻信號，并對微電阻信號進行處理后得到微電阻數據信息；聲發射信號采集系統收集金屬構件性能測試中聲發射信號，并對聲發射信號進行處理后得到聲數據信息；紅外熱信號采集系統用于收集金屬構件性能測試中紅外熱信號，并對紅外熱信號處理后得到熱數據信息；力與位移信號采集系統用于收集金屬構件性能測試中力與位移信號，并對カ與位移信號處理后得到力數據信息；動態微電阻監測系統、聲發射信號采集系統、紅外熱信號采集系統和カ與位移信 號采集系統分別與主控系統電連接；可將處理后的微電阻數據信息、聲數據信息、熱數據信息及力數據信息輸出至主控系統，主控系統可對接收的微電阻數據信息、聲數據信息、熱數據信息及力數據信息進行匯總處理，得出對金屬構件的檢測結果。如圖2所示，上述系統中的動態微電阻監測系統包括微電阻測量夾頭和微電阻信號處理裝置；其中，收集動態微電阻信號的微電阻測量夾頭與接收并處理所收集的動態微電阻信號的微電阻信號處理裝置電連接，微電阻信號處理裝置接收微電阻信號后進行處理得到微電阻數據信息。實際中，上述動態微電阻監測系統可采用帶有微電阻測量夾頭的TH2512型直流低電阻測量儀。如圖3所示，上述系統中的聲發射信號采集系統包括聲發射探頭和聲信號處理裝置；其中，收集聲發射信號的聲發射探頭與接收并處理所收集的聲發射信號的聲信號處理裝置電連接，聲信號處理裝置接收聲發射信號后進行處理得到聲數據信息。實際中，上述聲發射信號采集系統可采用帶有聲發射探頭的18位PCI-2型聲發射信號監測儀。如圖4所示，上述系統中的紅外熱信號采集系統包括紅外熱信號采集器和紅外熱信號處理裝置；其中，收集紅外熱信號的紅外熱信號采集器與接收并處理所收集的紅外熱信號的紅外熱信號處理裝置電連接，紅外熱信號處理裝置接收紅外熱信號后進行處理得到熱數據信息。實際中，上述紅外熱信號采集系統的紅外熱信號采集器可采用紅外熱像儀，如可采用Flir紅外熱像儀。如圖5所示，上述系統中的力與位移信號采集系統包括力與位移傳感器和力與位移信號處理裝置；其中，收集カ與位移信號的力與力與位移傳感器與接收并處理所收集的力與位移信號的位移信號處理裝置電連接，位移信號處理裝置接收カ與位移信號后進行處理得到力數據信息。
實際中，上述力與位移信號采集系統可采用帶有力與位移傳感器的檢測儀，也可采用類似于材料力學性能試驗機上的力與位移檢測系統。如圖6所示，上述系統中的主控系統包括第一接收裝置、第二接收裝置、第三接收裝置、第四接收裝置和數據匯總處理裝置；第一接收裝置、第二接收裝置、第三接收裝置和第四接收裝置分別與數據匯總處理裝置電連接；其中，第一接收裝置接收動態微電阻監測系統輸出的微電阻數據信息，并將該微電阻數據信息向數據匯總處理裝置輸出；第二接收裝置聲發射信號采集系統輸出的聲數據信息，并將該聲發射信息向數據匯總處理裝置輸出；第三接收裝置接收紅外熱信號采集系統輸出的熱數據信息，并將該熱數據信息向 數據匯總處理裝置輸出；第四接收裝置接收カ與位移信號采集系統輸出的力數據信息，并將該力數據信息向數據匯總處理裝置輸出；數據匯總處理裝置接收微電阻數據信息、聲數據信息、熱數據信息及力數據信息并進行匯總處理，得出對金屬構件損傷的最后檢測結果。本實施例的檢測系統，通過將動態微電阻監測系統、聲發射信號采集系統、紅外熱信號采集系統和カ與位移信號采集系統分別與主控系統電連接，可在對金屬構件性能測試中，同時通過動態微電阻監測系統收集金屬構件性能測試中的動態微電阻信號、聲發射信號采集系統收集金屬構件性能測試中的聲發射信號、紅外熱信號采集系統收集金屬構件性能測試中的紅外熱信號以及カ與位移信號采集系統收集金屬構件性能測試中力與位移信號，并處理后形成微電阻數據信息、聲數據信息、熱數據信息和カ數據信號傳送至主控系統，經主控系統匯總處理后得出對金屬構件損傷的檢測結果。該系統由于可同時收集金屬構件性能測試中的電、熱、聲、力等多信息，突破了單判據準確性不夠的限制，確保了在無損狀態下對金屬構件損傷檢測的準確性，進而大大提升了對裝備壽命評估的可靠性和準確性。第二實施例本實施例提供ー種金屬構件損傷無損檢測方法，是利用第一實施例給出的檢測系統對金屬構件損傷進行無損檢測的方法，該方法包括采用上述第一實施例給出的檢測系統；將所述系統中的動態微電阻監測系統、聲發射信號采集系統、紅外熱信號采集系統和カ與位移信號采集系統分別與所檢測的金屬構件連接；在對所檢測金屬構件施加各種力學性能測試過程中，通過所述動態微電阻監測系統、聲發射信號采集系統、紅外熱信號采集系統和カ與位移數據信息分別收集所述金屬構件的動態微電阻信號、聲發射信號、紅外熱信號以及カ與位移信號；由所述動態微電阻監測系統、聲發射信號采集系統和紅外熱信號采集系統分別對收集的所述動態微電阻信號、聲發射信號、紅外熱信號以及カ與位移信號處理后，分別得到的微電阻數據信息、聲數據信息、熱數據信息及力數據信息輸出至所述系統的主控系統；所述主控系統對收到的所述微電阻數據信息、聲數據信息、熱數據信息及カ數據信息進行匯總后處理得出對所檢測金屬構件損傷的無損檢測結果。上述方法中，通過所述動態微電阻監測系統、聲發射信號采集系統、紅外熱信號采集系統和カ與位移數據信息分別收集所述金屬構件的動態微電阻信號、聲發射信號、紅外熱信號以及カ與位移信號具體包括所述的動態微電阻監測系統的電阻量程為mQ，為高頻采集電阻信號，每秒采集10個微電阻數據點；所述聲發射信號采集系統采集的諧振頻率為140KHZ ;聲發射探頭前放增益為40dB ；所述紅外熱信號采集系統的溫度采集區間為0 250°C。下面結合對金屬構件的具體檢測過程，對上述檢測系統及檢測方法作進ー步說
以對圖7所示的金屬構件的檢測為例，該金屬構件是一種圓截面標準金屬構件，采用仿制歐II發動機排氣門實際零件制成，該金屬構件由兩種合金材料經摩擦焊接而成，左部分I是NiCr20TiAl合金材料，右部分2是5Cr9Si3合金材料中間由焊縫3隔開，構件右端的圓形槽4用于固定聲發射探頭。采用5T電液伺服動靜萬能疲勞試驗機作為檢測金屬構件的試驗機5，該試驗機可進行高周高頻疲勞試驗和靜載拉伸試驗等，將金屬構件夾持在該試驗機5的高壓夾頭上(見圖8)，可以測試金屬構件的各項性能。分別采用帶有微電阻測量夾頭的TH2512型直流低電阻測量儀作為動態微電阻監測系統、帶有聲發射探頭的18位PCI-2型聲發射信號監測儀作為聲發射信號采集系統以及帶有紅外熱信號采集器的Flir紅外熱像儀作為紅外熱信號采集系統；力與位移信號采集應用該試驗機自帶的力與位移數據采集裝置；將各采集系統的微電阻測量夾頭、聲發射探頭連接到設置在試驗機夾頭上的金屬構件上，紅外熱信號采集器與金屬構件位置相對應，以對試驗機測試金屬構件過程中的微電阻信號、聲發射信號、紅外熱信號及力與位移信號進行采集。對金屬構件進行靜載拉伸驗證試驗時，試驗機控制模式設置為“Force”控制模式，函數發生器類型定義為“Mono-Segment Wave”，加載速率定義為0. 1KN/S，試驗機配套數據采集裝置定義為力與位移參量采集；TH2512微電阻測量儀電阻量程設為檔，電阻信號設為高頻采集，毎秒采集約10個微電阻數據點；考慮環境溫度和塑性變形中產熱導致的溫升等因素，設置Flir紅外熱像儀的溫度記錄區間為13.4 30°C (Flir紅外熱像儀實際檢測溫度可達0 250°C ) ;18位PCI-2聲發射信號監測儀的探頭諧振頻率設為140KHz，探頭前放増益設為40dB，一般試驗機噪聲信號和機械摩擦等雜質信號幅值通常在50dB以下，因此信號門檻值設為50dB，以盡量采集能反映金屬金屬構件內部缺陷的實時信號。實際中，也可以根據所檢測金屬構件的不同，對試驗機和各信號監測設備設置不同的參數，以采集更能反應金屬構件內部實際損傷狀態的參數。結合檢測各項信號得到的曲線圖，對檢測結果分析如下圖9、10是收集應カ與位移信號后得到的曲線示意圖，將拉伸過程微電阻變化規律曲線與位移-時間曲線進行對比發現，在225S前的弾性應變階段，電阻不但沒有呈現增大的趨勢，反而出現迅速下降后趨于穩定的變化規律，主要是多晶高合金鋼中的原子排列相對混亂，各晶粒取向更隨機，在拉伸作用下，各晶粒會產生擇優取向，產生“織構”，該結構對電子的散射作用相對較弱，拉伸初始階段金屬構件伸長量、截面收縮很小忽略不計，載荷未能達到位錯源開動的臨界值，由聲發射信號可看出該階段沒有位錯生成，因此電阻表現出迅速下降的變化趨勢；隨著應力的不斷提高，有利取向滑移系開動，位錯產生并增殖，另外金屬構件伸長量和截面收縮對阻值的影響增大，三種因素的綜合作用使得弾性形變階段后期試樣電阻趨于穩定；當拉伸載荷超過彈性極限O e后，應變速率顯著加快，電阻也對應迅速上升，位錯在應力作用下大量増殖，位錯塞積在晶界和碳化物夾雜等處產生應カ集中，當載荷増大到一定程度時，解理微裂紋產生并瞬間長大聚集最終導致試樣斷裂。這ー階段微電阻的變化規律曲線與位移-吋間曲線有良好的對應關系，金屬構件伸長量和截面收縮等非損傷因素對電阻的影響較大，電阻變化是損傷因素和非損傷因素綜合作用的結果。金屬塑性變形時，外力所做的功除大部分轉化為熱量之外，約有10%的變形功被保留在金屬內部，它們以殘余應カ和點陣畸變的形式儲存，在這約10%的儲存能絕大部分消耗于位錯和空位等晶體缺陷造成的點陣畸變，這一部分儲存能可以通過對晶體結構敏感的微電阻宏觀反應出來，前面已做過論述。對于金屬構件韌性損傷過程外力所做功轉化成的熱能則可應用紅外熱像儀實時監測金屬構件溫度場的分布加以分析，圖11表示的是金屬構件韌性損傷過程焊縫處的溫度變化規律，實際檢測中，可通過紅外熱像圖看出彈性應 變區、應變硬化區和金屬構件斷裂瞬間典型時間點的區別，熱像圖呈現出顔色差異直觀的反應了金屬構件不同應變區間的溫度場分布。前面已經分析過韌性損傷過程中的溫升對金屬構件阻值的影響很小，但對比阻值動態變化曲線和焊縫區的溫度變化規律發現它們之間存在良好對應關系，溫度變化曲線也呈先下降后趨于平緩最后迅速上升的變化規律。這種現象可以解釋為，金屬構件表面溫度場分布和微電阻均為其內部能量累積效應的外在表現，隨著拉伸載荷的増大，位錯增值并運動、滑移、微裂紋的生成以及晶粒間的摩擦都會加劇，釋放的熱能逐漸增多并累積，以致金屬構件表面溫度場溫升速率不斷増大。圖12是金屬構件的微電阻動態變化規律曲線圖，圖12與圖11有相似之處，但也有差異，溫度變化曲線在約270S時才出現明顯的溫升拐點，而微電阻變化拐點出現在約225S，溫升拐點相對滯后了約45S，這證實了微電阻的組織敏感性，說明應用微電阻進行壽命預警更優越，分析溫升滯后的原因認為滯后時間段內由于產熱不夠快，環境溫度較低散熱速率較大，使得產散熱達到了平衡所致。金屬塑性變形通常由位錯運動和孿生變形引起，孿生常發生在錫、鋅、鈦等金屬中，并伴隨較高幅值的聲發射信號產生，實時監測得到的聲發射信號顯示金屬構件在斷裂之前沒有較高幅值的聲發射信號，判斷該金屬構件的塑性變形主要由位錯運動引起。在金屬材料的韌性斷裂過程中聲發射信號源有晶界滑動、位錯源開動、位錯運動、滑移帶形成、微裂紋萌生、擴展及斷裂的瞬間等，聲發射信號易受到外界復雜噪聲信號干擾，通過前期金屬構件的高周疲勞初期(在疲勞初期因為還沒有微觀損傷產生，所以試驗過程存在且僅有跟韌性拉伸過程相似的試驗機噪聲信號和夾頭與金屬構件間的摩擦聲信號)聲發射信號測試可知噪聲信號幅值集中在50dB以下，因此本實施例中將濾波門檻值設為50dB，以較高精度實時監測和反饋金屬構件韌性損傷過程的聲發射信號。圖13、圖14分別是測得的聲發射信號幅值分布及各信號對應的能量特征，可見75S前產生的都是已被過濾掉的50dB以下的噪聲干擾信號，75S后隨著拉伸載荷的增加幅值高于50dB的聲發射信號開始出現且有升高和增密的傾向，這與材料損傷的實際過程是相符的，即隨著載荷的増加，位錯源開動，位錯迅速増殖并移動，滑移帶形成，此時聲發射信號相對較弱，微裂紋的萌生和擴展出現幅值和能量相對較高的信號，但從監測結果來看，除試樣瞬間斷裂時產生了高能量的信號外(約2000ii V-sec，圖14中未標出)，其它信號能量均在20 ii V-sec以下，是比較低的。分析原因，一是該種混合材料焊縫處產生的細微裂紋所釋放弾性波能量本身就很微弱；ニ是在高拉伸載荷作用下，裂紋擴展的時間很短，主裂紋形成后瞬間引起了金屬構件斷裂。通過上述檢測過程，利用電、熱、聲、力多信息融合對金屬材料韌性損傷過程進行檢測，可以看出同步測得的動態微電阻信號、紅外熱信號、聲發射信號間存在著密切的內在映射關系，其中微電阻變化規律曲線和焊縫處溫度的變化曲線都有先下降后趨于平緩后迅速上升的變化趨勢。該雙材料金屬構件韌性損傷過程中的聲發射信號除斷裂點外其余能量較低，可確認金屬構件在主裂紋形成以后，在瞬間發生斷裂。并且，微電阻和紅外熱信號曲線拐點與金屬構件應力-應變曲線的屈服極限有良好的對應，因此通過動態微電阻和紅外熱信號可較準確捕捉到金屬材料的屈服極限并實現預警。綜上所述，本發明實施例的檢測系統可較詳實地研判金屬構件損傷過程微觀缺陷 的變化特點，與單判據無損檢測手段相比更具優越性，可提高裝備壽命評估的可靠性和準確性，對再制造產品的生產和推廣具有重要的現實意義。上述僅是本發明較佳實施例，但本發明的保護范圍并不局限在這些實施例，本技術領域的技術人員在本發明披露技術范圍內，可以想到的變化及替換，都在本發明保護范圍內。因此，本發明保護范圍以權利要求書的保護范圍為準。
權利要求
1.一種金屬構件損傷無損檢測系統，其特征在于，該系統包括 主控系統、動態微電阻監測系統、聲發射信號采集系統、紅外熱信號采集系統以及力與位移信號采集系統； 其中，收集金屬構件性能測試中動態微電阻信號的所述動態微電阻監測系統、收集金屬構件性能測試中聲發射信號的所述聲發射信號采集系統、收集金屬構件性能測試中紅外熱信號的所述紅外熱信號采集系統和收集金屬構件性能測試中力與位移信號的所述力與位移信號采集系統，分別與接收微電阻數據信息、聲數據信息、熱數據信息以及力與位移數據信息并進行匯總處理的主控系統連接。
2.根據權利要求I所述的金屬構件損傷無損檢測系統，其特征在于，所述動態微電阻監測系統包括 微電阻測量夾頭和微電阻信號處理裝置； 其中，收集動態微電阻信號的所述微電阻測量夾頭與接收并處理所收集的動態微電阻信號的所述微電阻信號處理裝置電連接。
3.根據權利要求3所述的金屬構件損傷無損檢測系統，其特征在于，所述微電阻信號處理裝置采用TH2512型直流微電阻測量儀。
4.根據權利要求I所述的金屬構件損傷無損檢測系統，其特征在于，所述聲發射信號采集系統包括 聲發射探頭和聲信號處理裝置； 其中，收集聲發射信號的所述聲發射探頭與接收并處理所收集的聲發射信號的所述聲信號處理裝置電連接。
5.根據權利要求I或4所述的金屬構件損傷無損檢測系統，其特征在于，所述聲發射信號采集系統采用帶有聲發射探頭的18位PCI-2型聲發射信號監測儀。
6.根據權利要求I所述的金屬構件損傷無損檢測系統，其特征在于，所述紅外熱信號采集系統包括 紅外熱信號采集器和紅外熱信號處理裝置； 其中，收集紅外熱信號的所述紅外熱信號采集器與接收并處理所收集的紅外熱信號的所述紅外熱信號處理裝置電連接。
7.根據權利要求6所述的金屬構件損傷無損檢測系統，其特征在于，所述紅外熱信號采集器采用紅外熱像儀。
8.根據權利要求I所述的金屬構件損傷無損檢測系統，其特征在于，所述主控系統包括 第一接收裝置、第二接收裝置、第三接收裝置、第四接收裝置和數據匯總處理裝置； 其中，接收所述動態微電阻監測系統輸出微電阻數據信息的所述第一接收裝置、接收所述聲發射信號采集系統輸出聲數據信息的所述第二接收裝置所述、接收所述紅外熱信號采集系統輸出熱數據信息的所述第三接收裝置，以及接收所述力與位移信號采集系統輸出力數據信息的所述第四接收裝置，分別與接收微電阻數據信息、聲數據信息、熱數據信息及力數據信息并進行匯總處理的所述數據匯總處理裝置電連接。
9.一種金屬構件損傷無損檢測方法，其特征在于，該方法包括 采用上述權利要求I 8任一項所述的檢測系統；將所述系統中的動態微電阻監測系統、聲發射信號采集系統、紅外熱信號采集系統和力與位移信號采集系統分別與所檢測的金屬構件連接； 在對所檢測金屬構件施加各種力學性能 測試過程中，通過所述動態微電阻監測系統、聲發射信號采集系統、紅外熱信號采集系統和力與位移數據信息分別收集所述金屬構件的動態微電阻信號、聲發射信號、紅外熱信號以及力與位移信號； 由所述動態微電阻監測系統、聲發射信號采集系統和紅外熱信號采集系統分別對收集的所述動態微電阻信號、聲發射信號、紅外熱信號以及力與位移信號處理后，分別得到的微電阻數據信息、聲數據信息、熱數據信息及力數據信息輸出至所述系統的主控系統； 所述主控系統對收到的所述微電阻數據信息、聲數據信息、熱數據信息及力數據信息進行匯總后處理得出對所檢測金屬構件損傷的無損檢測結果。
10.根據權利要求9所述的金屬構件損傷無損檢測方法，其特征在于，所述通過所述動態微電阻監測系統、聲發射信號采集系統、紅外熱信號采集系統和力與位移數據信息分別收集所述金屬構件的動態微電阻信號、聲發射信號、紅外熱信號以及力與位移信號包括所述動態微電阻監測系統的電阻量程為，為高頻采集電阻信號，每秒采集10個微電阻數據點； 所述聲發射信號采集系統采集的諧振頻率為140KHz ;聲發射探頭前放增益為40dB ； 所述紅外熱信號采集系統的溫度采集區間為0 250°C。
全文摘要
本發明公開一種金屬構件損傷無損檢測系統及檢測方法，屬金屬構件無損檢測領域。該系統包括動態微電阻監測系統、聲發射信號采集系統、紅外熱信號采集系統以及力與位移信號采集系統；其中，動態微電阻監測系統、聲發射信號采集系統、紅外熱信號采集系統和力與位移信號采集系統分別與接收微電阻數據信息、聲數據信息、熱數據信息以及力與位移數據信息并進行匯總處理的主控系統電連接。該系統由于可同時收集金屬構件性能測試中的電、熱、聲、力等多信息，突破了單判據準確性不夠的限制，確保了在無損狀態下對金屬構件損傷檢測的準確性，進而大大提升了裝備壽命評估的可靠性和準確性。
文檔編號G01N27/20GK102809611SQ20111014727
公開日2012年12月5日 申請日期2011年6月2日 優先權日2011年6月2日
發明者王海斗, 楊大祥, 張玉波, 徐濱士, 樸鐘宇, 宋亞南 申請人:中國人民解放軍裝甲兵工程學院