本實(shí)用新型屬于超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種燃?xì)廨啓C(jī)熱通道部件熱障涂層在役現(xiàn)場(chǎng)接觸式超聲測(cè)厚裝置。

背景技術(shù)：
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熱障涂層是目前最為先進(jìn)的高溫防護(hù)涂層之一，具有良好的隔熱效果和抗氧化性能，被廣泛應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)熱通道部件(如透平葉片，燃燒室等)表面防護(hù)中。熱障涂層一般為雙層結(jié)構(gòu)，由表層陶瓷層和底層金屬粘結(jié)層組成，其中厚度是表征熱障涂層質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，它關(guān)系到涂層的使用壽命、結(jié)合強(qiáng)度、不均勻內(nèi)應(yīng)力和制造成本等的評(píng)估和計(jì)算。因此，厚度測(cè)量是熱障涂層制造和服役損傷評(píng)價(jià)中的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，目前，熱障涂層厚度測(cè)量方法包括有損和無(wú)損檢測(cè)兩種，其中有損檢測(cè)即為抽樣破壞檢驗(yàn)，破壞后部件無(wú)法繼續(xù)使用，且測(cè)量數(shù)據(jù)較片面，不能有效反映所有部件的涂層厚度水平。無(wú)損檢測(cè)是指在不破壞部件的前提下，對(duì)涂層厚度進(jìn)行精確檢測(cè)的技術(shù)手段。其中熱障涂層厚度無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要有渦流法、紅外法和超聲波法等。渦流法是通過(guò)提離效應(yīng)表征非磁性基體金屬上非導(dǎo)電覆蓋層厚度，該方法受粘結(jié)層特性影響較大；紅外法是利用外部熱激勵(lì)對(duì)熱障涂層部件進(jìn)行主動(dòng)式加熱，提取部件表面溫度變化特征信息來(lái)表征熱障涂層厚度，該方法易受環(huán)境噪聲、涂層表面狀況等因素影響，測(cè)量誤差較大；超聲波法是通過(guò)分析超聲脈沖在涂層內(nèi)外界面反射回波特性來(lái)表征涂層厚度，一般采用常規(guī)水浸聚焦超聲脈沖技術(shù)檢測(cè)熱障涂層厚度，由于所用脈沖寬度較大、涂層厚度薄且縱波聲速較大，導(dǎo)致水/涂層、涂層/基體金屬界面反射回波混疊在一起，時(shí)域信號(hào)難以識(shí)別，需讀取頻域信號(hào)中兩相鄰諧振頻率來(lái)計(jì)算涂層厚度，由于諧振頻率干擾因素較多，測(cè)量準(zhǔn)確度難以保證，且步驟復(fù)雜。同時(shí)，水浸聚焦需對(duì)熱障涂層部件進(jìn)行拆除檢測(cè)，不適合現(xiàn)場(chǎng)在役原位測(cè)厚。

綜上所述，對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)熱通道部件熱障涂層厚度如何實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)在役原位快速、準(zhǔn)確檢測(cè)，且設(shè)備易操作、實(shí)用性強(qiáng)是目前急需解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本實(shí)用新型的目的是針對(duì)目前燃?xì)廨啓C(jī)熱通道部件熱障涂層厚度檢測(cè)存在的上述不足，提供了一種燃?xì)廨啓C(jī)熱通道部件熱障涂層在役現(xiàn)場(chǎng)接觸式超聲測(cè)厚裝置，該裝置簡(jiǎn)單易操作、設(shè)備輕巧便攜、測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，適用于現(xiàn)場(chǎng)在役檢測(cè)。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

燃?xì)廨啓C(jī)熱通道部件熱障涂層在役現(xiàn)場(chǎng)接觸式超聲測(cè)厚裝置，包括超聲探頭、脈沖發(fā)射接收器和數(shù)據(jù)采集卡；其中，

工作狀態(tài)時(shí)，超聲探頭設(shè)置在熱障涂層試樣的表面，且超聲探頭通過(guò)脈沖發(fā)射接收器與數(shù)據(jù)采集卡的輸入端相連。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于，還包括工控計(jì)算機(jī)，其與數(shù)據(jù)采集卡的輸出端相連。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于，超聲探頭包括一端開(kāi)口的殼體，設(shè)置在殼體開(kāi)口端的透聲延遲塊，以及位于殼體內(nèi)自下而上依次設(shè)置在透聲延遲塊上的聲透鏡、壓電薄膜和阻尼塊，其中，壓電薄膜通過(guò)電纜線與設(shè)置在殼體外的接頭相連接。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于，透聲延遲塊采用有機(jī)玻璃制成，聲透鏡采用藍(lán)寶石制成，阻尼塊采用鎢粉樹(shù)脂混合物制成，殼體采用鋁合金制成。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于，接頭為射頻同軸連接器。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于，壓電薄膜為采用高頻濺射制作的ZnO薄膜。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于，電纜線為銅導(dǎo)線。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于，脈沖發(fā)射接收器為數(shù)字式寬帶脈沖發(fā)射接收器，用于激發(fā)超聲探頭和接收超聲探頭的超聲回波。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于，數(shù)據(jù)采集卡為多功能超聲數(shù)據(jù)采集卡。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下的有益效果：

本實(shí)用新型的有益效果是：

1)、本實(shí)用新型提供一種燃?xì)廨啓C(jī)熱通道部件熱障涂層在役現(xiàn)場(chǎng)接觸式超聲測(cè)厚裝置，克服了現(xiàn)有常規(guī)水浸聚焦超聲脈沖技術(shù)檢測(cè)熱障涂層厚度時(shí)頻譜分析復(fù)雜，諧振頻率準(zhǔn)確度差且需采用水浸聚焦設(shè)備，無(wú)法實(shí)現(xiàn)部件現(xiàn)場(chǎng)在役檢測(cè)等缺點(diǎn)。

2)、本實(shí)用新型采用延遲塊接觸聚焦探頭，既可獲得高能量聚焦聲波又可避免始波檢測(cè)盲區(qū)。

3)、本實(shí)用新型結(jié)合數(shù)字式寬帶脈沖發(fā)射接收器及多功能超聲數(shù)據(jù)采集卡檢測(cè)系統(tǒng)，保證信號(hào)采集、顯示非失真，同時(shí)高信噪比，高增益系統(tǒng)保證對(duì)涂層界面微弱的反射信號(hào)的有效接收，可實(shí)現(xiàn)熱障涂層厚度的精確測(cè)量。

4)、本實(shí)用新型操作簡(jiǎn)單易懂、設(shè)備輕巧便攜、測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，應(yīng)用范圍廣，具有較大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

附圖說(shuō)明：

圖1是熱障涂層在役現(xiàn)場(chǎng)接觸式超聲測(cè)厚裝置圖。

圖2是超聲探頭的結(jié)構(gòu)圖。

圖3熱障涂層測(cè)厚波形圖。

圖1中：1、熱障涂層試樣，2、超聲探頭，3、脈沖發(fā)射接收器，4、數(shù)據(jù)采集卡，5、工控計(jì)算機(jī)。

圖2中：201、透聲延遲塊，202、聲透鏡，203、阻尼塊，204、殼體，205、接頭，206、壓電薄膜，207、電纜線。

具體實(shí)施方式：

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

參照附圖1，本實(shí)用新型提供的燃?xì)廨啓C(jī)熱通道部件熱障涂層在役現(xiàn)場(chǎng)接觸式超聲測(cè)厚裝置，包括超聲探頭2，為延遲塊接觸聚焦探頭，中心頻率為100MHz，用于實(shí)現(xiàn)電/聲信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換；脈沖發(fā)射接收器3，為數(shù)字式寬帶脈沖發(fā)射接收器，發(fā)射器最大激發(fā)頻率為375MHz、接收器最大帶寬為5～500MHz；多功能超聲數(shù)據(jù)采集卡4，采樣頻率4GHz，可將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理；工控計(jì)算機(jī)5，用于接收超聲數(shù)據(jù)采集卡傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。工作狀態(tài)時(shí)，超聲探頭2設(shè)置在熱障涂層試樣1的表面，且超聲探頭2通過(guò)脈沖發(fā)射接收器3與數(shù)據(jù)采集卡4的輸入端相連，其中，熱障涂層試樣1，為雙層結(jié)構(gòu)，采用大氣等離子噴涂制成，表面陶瓷層厚度約為300～350μm，內(nèi)層粘結(jié)層厚度約為100～150μm；

參照附圖2，本實(shí)用新型的超聲探頭2包括透聲延遲塊201，為有機(jī)玻璃制成；聲透鏡202，為藍(lán)寶石制成；阻尼塊203，為鎢粉環(huán)氧樹(shù)脂混合物制成；殼體204，為鋁合金制成；接頭205，為射頻同軸連接器；壓電薄膜206，為高頻濺射制作的ZnO薄膜；電纜線207，為銅導(dǎo)線制成。

使用本實(shí)用新型提供的燃?xì)廨啓C(jī)熱通道部件熱障涂層在役現(xiàn)場(chǎng)接觸式超聲測(cè)厚裝置進(jìn)行熱障涂層厚度檢測(cè)時(shí)，包括了以下具體步驟：

第一步：熱障涂層陶瓷層、粘結(jié)層超聲縱波聲速標(biāo)定。在熱障涂層聲速標(biāo)定試樣上均勻涂覆專(zhuān)用耦合劑，將延遲塊接觸聚焦探頭垂直置于其上，微動(dòng)探頭，待屏幕信號(hào)穩(wěn)定，移動(dòng)光標(biāo)，如圖3所示，讀取探頭延遲塊與熱障涂層陶瓷層界面反射回波信號(hào)S₁，記錄時(shí)間為T(mén)₁；讀取熱障涂層陶瓷層與粘結(jié)層界面反射回波信號(hào)S₂，記錄時(shí)間為T(mén)₂；讀取熱障涂層粘結(jié)層與基體金屬界面反射回波信號(hào)S₃，記錄時(shí)間為T(mén)₃。已知標(biāo)定試樣熱障涂層陶瓷層厚度為H₁，粘結(jié)層厚度為H₂，則計(jì)算得：熱障涂層陶瓷層超聲縱波聲速VL₁＝H₁/(T₂-T₁)，粘結(jié)層超聲縱波聲速VL₂＝H₂/(T₃-T₂)。

第二步：熱障涂層陶瓷層、粘結(jié)層厚度測(cè)試。在熱障涂層待測(cè)試樣上均勻涂覆專(zhuān)用耦合劑，將延遲塊接觸聚焦探頭垂直置于其上，微動(dòng)探頭，待屏幕信號(hào)穩(wěn)定，移動(dòng)光標(biāo)，讀取探頭延遲塊與熱障涂層陶瓷層界面反射回波信號(hào)S₁，記錄時(shí)間為T(mén)₁；讀取熱障涂層陶瓷層與粘結(jié)層界面反射回波信號(hào)S₂，記錄時(shí)間為T(mén)₂；讀取熱障涂層粘結(jié)層與基體金屬界面反射回波信號(hào)S₃，記錄時(shí)間為T(mén)₃。則計(jì)算得：待測(cè)試樣的熱障涂層陶瓷層厚度為H₃＝VL₁×(T₂-T₁)，粘結(jié)層厚度為H₄＝VL₂×(T₃-T₂)。