相控陣探頭的類型:根據(jù)探頭的功能可將探頭劃分為接觸式、延遲線式、角度聲束、或水浸式等類型。在具體應(yīng)用中,被測(cè)材料的特性,如:表面粗糙度、溫度、可達(dá)性、材料內(nèi)缺陷的位置、檢測(cè)速度等,都會(huì)影響用戶對(duì)探頭類型的選擇。尺寸:尺寸是指開啟探頭晶片的直徑,或者晶片的長(zhǎng)度和寬度。晶片通常被置于比它稍大一點(diǎn)的外殼中。頻率:頻率是指一秒鐘內(nèi)聲波完成振動(dòng)周期的次數(shù),通常用千赫(kHz)或兆赫(MHz)表示。大多數(shù)工業(yè)超聲檢測(cè)在500kHz到20MHz頻率范圍內(nèi)進(jìn)行,因此大多數(shù)探頭的頻率處于這個(gè)范圍內(nèi)。不過,用戶也可以買到頻率范圍在50kHz以下及200MHz以上的商業(yè)探頭。頻率越低,穿透力越強(qiáng);頻率越高,那么分辨力和聚焦力度越高。用戶對(duì)相控陣探頭的類型選擇需要考慮到被測(cè)材料的可達(dá)性。北京線陣相控陣探頭
柔性相控陣探頭主要應(yīng)用于輪廓不規(guī)則工件的檢測(cè)中,如航天航空領(lǐng)域飛機(jī)機(jī)翼和機(jī)身復(fù)合板,承壓設(shè)備領(lǐng)域壓力管道的內(nèi)外壁、彎頭、三通等的檢測(cè)。但是,柔性相控陣探頭的阻尼片較薄,探頭的頻帶很窄,具有較大的表面盲區(qū),這是柔性相控陣探頭的局限性。因此,其比較適宜大厚度工件的檢測(cè)。柔性相控陣探頭可分為一維柔性相控陣探頭和二維柔性相控陣探頭。一維柔性相控陣探頭通過機(jī)械裝置將探頭內(nèi)各個(gè)晶片壓在工件表面,利用工件輪廓測(cè)量?jī)x測(cè)出表面形狀,隨后根據(jù)計(jì)算機(jī)對(duì)該輪廓的延時(shí)律算法進(jìn)行實(shí)時(shí)處理;二維柔性相控陣探頭是在二維矩陣的表面涂抹一層柔軟的彈性樹脂,彈性樹脂能與工件表面緊密貼合,從而實(shí)現(xiàn)三維成像。四川測(cè)厚相控陣探頭相控陣探頭的類型有直接接觸式探頭和水浸式探頭。
與普通線性相控陣探頭不同,面陣相控陣探頭元件的電子分組可以在兩個(gè)維度中完成。通過將一定數(shù)量的陣元組合在一起,不但可以將聲束聚焦到具有轉(zhuǎn)向能力的小光斑中,而且還可以改變焦距和深度。更利于發(fā)揮相控陣檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)之一,具有可預(yù)測(cè)聲束操作的電子掃描能力。面陣相控陣探頭可以使電子掃描在縱向和橫向上更有效,速度更快。相控陣探頭的聲可以通過電子聚焦和掃描而不移動(dòng)探頭。因?yàn)橄嗫仃囂筋^由多個(gè)小的元件組成,該聲束是可控的,每個(gè)小的陣元可以通過軟件單獨(dú)定時(shí)發(fā)射脈沖。相控陣超聲檢測(cè)是基于波物理學(xué)的原理,在光學(xué)和電磁天線等領(lǐng)域有著普遍的應(yīng)用。
相控陣陣列探頭的陣元間距是標(biāo)定相控陣陣列探頭的關(guān)鍵參數(shù)之一,較大的陣元間距能夠提高陣列的指向性,但陣元間距設(shè)置過大,掃描時(shí)就會(huì)在實(shí)空間出現(xiàn)不希望有的柵瓣,柵瓣的能量很大,是形成偽像的主要原因。陣元間距是影響主瓣寬度的重要因素之一,隨著陣元間距的增加,主瓣寬度逐漸變窄,但是當(dāng)陣元間距過大時(shí),柵瓣就會(huì)出現(xiàn)。為了避免柵瓣的產(chǎn)生,同時(shí)為了提高陣列的橫向分辨率,在確定陣元間距時(shí),選擇小于dmax的較大值。凸面陣能很好地匹配相同曲率管子的內(nèi)徑,但在陣列凸面排列的狀態(tài)下,聲場(chǎng)旁瓣十分明顯,特別是小徑管中的聚焦聲場(chǎng)更容易向空間擴(kuò)散;凸面陣多用于醫(yī)學(xué)B超超聲診斷領(lǐng)域。能影響相控陣探頭檢測(cè)性能的參數(shù)有哪些?
相控陣探頭的應(yīng)用發(fā)展:相控陣技術(shù)作為無損檢測(cè)行業(yè)的新興技術(shù),起源于醫(yī)療行業(yè)。80年代中期,隨著復(fù)合壓電材料的發(fā)明,相控陣技術(shù)得到了快速的發(fā)展。90年代初,相控陣技術(shù)作為一種新的無損評(píng)估技術(shù)出現(xiàn)在超聲手冊(cè)和培訓(xùn)手冊(cè)中。90年代末,隨著復(fù)合壓電技術(shù),微加工技術(shù),微電子技術(shù)和計(jì)算技術(shù)的發(fā)展,使得相控陣技術(shù)日趨成熟,尤其是計(jì)算處理能力的增強(qiáng)使得軟件功能得到極大提升。相控陣探傷技術(shù)可普遍用于石油石化、金屬加工制造、航空航天等領(lǐng)域,尤其以石油石化行業(yè)的焊縫檢測(cè)是相控陣技術(shù)應(yīng)用的重點(diǎn)。相控陣探頭按陣列形式通??煞譃榫€形、矩陣形、環(huán)形和扇形等等。四川測(cè)厚相控陣探頭
相控陣探頭根據(jù)功能可將探頭劃分為接觸式、延遲線式、角度聲束、或水浸式等類型。北京線陣相控陣探頭
相控陣探頭采用多陣元發(fā)射和接收超聲波波束。線陣或面陣相控陣探頭在一維或多維上排列若干換能器組成陣列。利用相控陣儀器軟件設(shè)定各陣元的發(fā)射和時(shí)間延遲來依次激勵(lì)一個(gè)或幾個(gè)陣元,產(chǎn)生具有可控性的預(yù)定相位的聲波。各陣元產(chǎn)生的超聲波在檢測(cè)對(duì)象產(chǎn)生的聲場(chǎng)中相互干涉疊加,從而得到預(yù)先希望的波束入射角度和焦點(diǎn)位置,形成發(fā)射聚焦或聲束偏轉(zhuǎn)等效果。相控陣探頭的優(yōu)點(diǎn):探頭尺寸更??;檢測(cè)難以接近的部位;檢測(cè)速度快,檢測(cè)靈活性更強(qiáng);可實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)件和盲區(qū)位置缺陷的檢測(cè);通過局部晶片單元組合對(duì)聲場(chǎng)控制,可實(shí)現(xiàn)高速電子掃描,對(duì)試件進(jìn)行高速,多方位和多角度檢測(cè);可以節(jié)約系統(tǒng)成本:探頭更少,機(jī)械部分少。北京線陣相控陣探頭
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