碳纤维增强复合材料（CFRP）孔隙分层缺陷如何检测？

在纤维增强复合材料（CFRP）生产与使用过程中，缺陷类型危害较大的就是孔隙和分层，严重导致材料的使用性能和年限降低。其中，孔隙缺陷主要是在热压固化成型中，树脂存在少量的空气与水分无法排出而形成的，虽然这些缺陷通常是微米级别，但孔隙缺陷数量众多，分布密集，对材料实现拉伸、弯曲、压缩强度的整体性能造成影响。目前国内外大量采用超声扫描显微镜对纤维复合材料内部质量进行超声无损检测。

传统的缺陷类型识别方法容易受到检测人员水平和主观因素影响，对内部缺陷识别受限，在面对纤维铺层之间的树脂界面分层缺陷时，肉眼是很难发现的，当前有关超声扫描显微镜设备中，C扫描技术是检测编织型复合材料失效问题的有效利器。

纤维层压板孔隙缺陷超声C扫描（灰度图）

上图为纤维层压板孔隙缺陷超声C扫描图像，利用脉冲反射法，将一个超声换能器同时发射和接收超声波，通过分析反射波的状况来检测试件中的缺陷。这种方法涵盖了缺陷回波法、底波高度法和屡次底波法，因此具备较高的检测灵敏度，能够准确地对缺陷进行定位，操作灵活方便，试用范围广泛。

脉冲法超声检测原理

近年来，关于超声图像处理也存在一些问题，纤维铺层纹理对检测信号的波值产生严重的波形畸变现象，造成检测信号失真，对后续检测结果产生偏移。因此，如何去除检测信号的纹理信息非常重要，采声复合材料超声检测设备TCS-56CM具备单独可设置阀门有效波值，同时可生成彩虹图，增强缺陷显示的视觉效果，可以得到对比度更强的超声图像。

纤维层压板孔隙缺陷超声C扫描（彩虹图）

水浸超声扫描显微镜通常使用水或酒精作为耦合剂。通过换能器在发射和接收之间的切换，系统采集并保存不同位置处的 A 扫回波信号。通过提取 A 扫波形的特征值，系统能够实现如图下所示的 B 扫描、C 扫描等成像方式，其中 B 扫成像为材料内部纵截面的成像结果，而 C 扫成像是材料内部特定深度横截面的成像结果，就是二维图像。

采声科技TCS-56CM系列水浸超声扫描成像系统支持超声A-Scan、（点波信号检测）B-Scan、（纵切面成像）C-Scan、（横截面成像）T-Scan（透射成像成像）C+CScan（一次多层成像）C+TScan（反射、透射同时成像）3D-Scan（三维立体成像）等丰富的扫描模式。批量扫描、区域扫描、厚度测量、密度分布等功能。

此设备是一套多轴联动的水浸超声自动C扫描系统。系统用于碳纤维复合材料、树脂基复合材料类型平面、标准曲面、DOT气瓶等结构的无损检测。可实现分层、夹杂、裂纹、气孔等缺陷的自动扫描。对GFRP薄壁结构中不同类型缺陷信号进行识别，TCS-56CM系列水浸超声对复合材料内部质量检测具有重要意义。