超聲相控陣探頭區(qū)別于常規(guī)超聲波探頭的兩個(gè)重要特性是聲束偏轉(zhuǎn)和聚焦。所謂“聲束聚焦”是指由于各個(gè)晶片距離焦點(diǎn)的聲程不同,通過(guò)改變晶片間的延時(shí)時(shí)間,讓距離焦點(diǎn)遠(yuǎn)的晶片先發(fā)射信號(hào),而距離焦點(diǎn)近的晶片后發(fā)射信號(hào),從而使各個(gè)晶片發(fā)射的信號(hào)同時(shí)到達(dá)焦點(diǎn),并在一個(gè)小區(qū)域內(nèi)形成一個(gè)強(qiáng)度較高的聲場(chǎng)。同樣激發(fā)晶片數(shù)量的情況下,實(shí)際焦點(diǎn)尺寸與楔塊的角度以及聲程有關(guān),同聲程時(shí)設(shè)置角度越接近楔塊角度,實(shí)際焦點(diǎn)越小;同角度情況下,聲程越小,實(shí)際焦點(diǎn)越??;二者當(dāng)中,聲程對(duì)焦點(diǎn)尺寸的影響大于設(shè)置角度的影響。設(shè)置角度越接近楔塊的主聲束角度,聲束越均勻,分辨率更好。面陣相控陣探頭有矩陣、環(huán)陣等類型。線陣相控陣探頭價(jià)格
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(lái)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(guò)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。線陣相控陣探頭價(jià)格一般大多數(shù)相控陣探頭使用的頻率可根據(jù)被檢測(cè)工件的需求而定制。
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(guò)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。
相控陣探頭根據(jù)以下基本參數(shù)從功能上被分成不同的類別:晶片數(shù)量:較常用的相控陣探頭一般有16到128個(gè)晶片,有些探頭的晶片多達(dá)256個(gè)。隨著晶片數(shù)量的增多,聲波聚焦與電子偏轉(zhuǎn)的能力會(huì)增強(qiáng),同時(shí)檢測(cè)所覆蓋的區(qū)域也會(huì)擴(kuò)大,然而探頭和儀器的成本費(fèi)用也會(huì)增加。每個(gè)晶片被單獨(dú)脈沖激勵(lì),以創(chuàng)建希望得到的波前。因此這些晶片排列方向的維度通常被稱為主動(dòng)方向或偏轉(zhuǎn)方向。頻率:超聲缺陷探測(cè)一般使用2MHz到10MHz之間的頻率,因此大多數(shù)相控陣探頭都屬于這個(gè)頻率范圍。此外,還有頻率更低或更高的探頭。使用常規(guī)探頭,穿透性能會(huì)隨著頻率的降低而增加,而分辨率及聚焦銳利度會(huì)隨著頻率的升高而增強(qiáng)。相控陣探頭可以利用0°相控陣探頭進(jìn)行垂直掃查,實(shí)現(xiàn)比常規(guī)手動(dòng)更直觀的檢測(cè)結(jié)果。
在超聲相控陣成像檢測(cè)中,要獲得分辨率高的聲聚焦和清晰的圖像,聲場(chǎng)的好壞是關(guān)鍵,而聲場(chǎng)主要取決于相控陣探頭的設(shè)計(jì),因此相控陣探頭在超聲相控陣成像檢測(cè)中是至關(guān)重要的.目前實(shí)際檢測(cè)時(shí),探頭多為均勻線陣。均勻線陣的主要參數(shù)包括:探頭頻率、探頭陣元數(shù)、陣元間距和陣元大小。在分析相控陣探頭陣元數(shù)之前需要分清探頭陣元數(shù)、系統(tǒng)通道數(shù)和實(shí)際檢測(cè)通道數(shù)之間區(qū)別。相控陣探頭陣元數(shù)是指探頭可以使用的較大陣元數(shù).而系統(tǒng)獨(dú)通道數(shù)則是系統(tǒng)在檢測(cè)時(shí)可以實(shí)際使用的較大通道數(shù)。一般探頭陣元數(shù)小于系統(tǒng)通道數(shù),系統(tǒng)通道數(shù)又大于實(shí)際檢測(cè)通道數(shù)。相控陣探頭電子聚焦的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)一個(gè)探頭能聚焦在聲場(chǎng)覆蓋的每一個(gè)深度。線陣相控陣探頭價(jià)格
能影響相控陣探頭檢測(cè)性能的參數(shù)有哪些?線陣相控陣探頭價(jià)格
相控陣探頭能影響檢測(cè)性能的參數(shù)有哪些?動(dòng)態(tài)范圍是在增益不變時(shí),超聲波相控陣探傷儀示波屏上能分辨的較大反射面積與較小反射面積波高之比,通常以分貝(dB)表示。按照有關(guān)規(guī)定,儀器的動(dòng)態(tài)范圍不小于26dB。靈敏度是超聲波相控陣探傷儀與探頭組合后所具有的檢測(cè)較小缺陷的能力??蓹z出的缺陷愈小或檢出同樣大小缺陷的可探測(cè)距離愈大,表示儀器和探頭組合后的靈敏度愈高。盲區(qū)是在正常檢測(cè)靈敏度下,從檢測(cè)表面到較近可檢缺陷的距離。儀器的發(fā)射脈沖愈寬,盲區(qū)愈大。因此盲區(qū)可近似地用顯示器顯示的發(fā)射脈沖所占寬度來(lái)表示。線陣相控陣探頭價(jià)格
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