兰姆波检测漏洞修复的介绍

图3.5-94 在粘接剂固化过程中界面波的时间延迟变化（ΔT）和穿过波幅度变化（ΔA）

1.基本概念

将板浸入液体介质（常为水），将用一纯音猝发信号激励的声波入射到板面上，此时，入射的一部分能量将反射回周围的液体。如果入射角和频率合适，在板中可产生并传播兰姆波，部分的兰姆波会再辐射（泄漏）到周围的液体中。再辐射的波和反射波可形成干涉，在两波的波程差为半波长处，相消干涉的结果可得一“零”区如图3.5-95所示。对称放置的接收探头沿一轴移动，探测到“零”区则表明在板中兰姆波已被激发。在“零”区的信号幅度对由于性能的局部变化或由于出现缺陷而引起的材质变异可提供一非常灵敏的测量。对于粘接来说，粘接与否和粘接性能的变化一样会极大地影响泄漏波的响应。

图3.5-95 泄漏兰姆波检测配置图，虚线表示镜面反射，N为“零”区，LW为泄漏兰姆波场

2.应用示例

（1）橡胶与钢的粘接试样为6mm的不锈钢板粘一层3mm厚的氯丁橡胶，用图3.5-95的配置进行检测。开始时，在试样的结合良好区域或在一参考试样上进行，变换不同条件使“零”区的信号幅度达到最小，这决定了最小本底。粘接面中的变异，如脱粘，会破坏在该区原存在的兰姆波模，此时，没有波可与镜面反射相干涉，在测量窗中“零”区信号的幅度上升说明粘接缺陷已被检出。图3.5-96表示横过未粘接区的单次扫描线，特征信号是明显的，信噪比为3.5dB。

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图3.5-96 横过条形未粘合区的单次扫描线

（2）InSb与Si的胶接试样的组成如表3.5-24所示，试样浸于水中，用示于图3.5-95的配置进行检测。在检测到“零”区后，对“零”区信号进行频谱分析，富氏谱中的每一极小值可认为是共振频率。同样，由所用入射角（θ）及入射介质（水）中纵波速度（c_l）可算得试样中的兰姆波相速度（c_p），sinθ=c_l/c_p，从而可得该试样的fd与c_p的关系曲线如图3.5-97所示。从图可见，低速的环氧树脂层对试样的基模有强烈的影响，使相速度很快降至1.4mm/μs，而后缓慢上升趋向其极限值2.09mm/μs。图3.5-98为环氧树脂层厚度对试样基模相速度的影响，可以看到，随着厚度的减小相速度增大，但即使1μm的厚度变化对试样基频仍有显著影响。

表3.5-24 InSb与Si胶接所用材料

图3.5-97 表3.5-24试样三种模式的相速度曲线

图3.5-98 表3.5-24试样环氧树脂层厚度变化时对试样基模相速度的影响，最上部曲线无树脂，以下各条曲线厚度各增加1μm