超聲相控陣技術(shù)簡(jiǎn)介：普通超聲探頭通常由一個(gè)晶片來(lái)產(chǎn)生超聲波,其聲束的傳播角度是獨(dú)特的,在實(shí)際檢測(cè)中,為了防止漏檢,通常需要進(jìn)行不同角度的掃查。相控陣探頭是由許多單獨(dú)的晶片構(gòu)成的,每個(gè)晶片都能被單獨(dú)激發(fā)。這些探頭由特殊的裝置驅(qū)動(dòng),能夠在每個(gè)通道單獨(dú)的、同步的發(fā)射和接收信號(hào)。超聲相控陣的一個(gè)重要特性就是可以通過(guò)軟件來(lái)改變超聲波束的特性。根據(jù)系統(tǒng)軟件設(shè)置,每個(gè)晶片都能通過(guò)不同的時(shí)間延時(shí)來(lái)開啟,并發(fā)射和接收超聲信號(hào)。另外掃查角度范圍、聚焦深度和焦點(diǎn)尺寸等也都能通過(guò)軟件控制。因而在一定程度上克服了常規(guī)超聲由于聲束的方向性造成的在缺陷檢出和定量上的限制。超聲相控陣探頭按陣列類別可分為線陣、面陣兩種。天津線陣相控陣探頭廠家
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。天津線陣相控陣探頭廠家相控陣探頭電子束通過(guò)交替地發(fā)射線性相控陣給定數(shù)目的元件進(jìn)行電子轉(zhuǎn)換。
雙線陣相控陣探頭區(qū)別于常規(guī)的單線陣探頭，雙線陣采用一邊發(fā)射另一邊的工作模式，提供了傳統(tǒng)的超聲波雙晶探頭一樣的優(yōu)點(diǎn)。雙線陣相控陣探頭在腐蝕測(cè)量應(yīng)用中比單線陣相控陣探頭具有更好的近地表分辨率和腐蝕凹坑探測(cè)能力，提高了臨界壁厚檢測(cè)的概率。同時(shí)，雙線陣相控陣探頭又具備相控陣探頭大聲場(chǎng)覆蓋和多位置聚焦的特點(diǎn)，改變了傳統(tǒng)雙晶探頭檢測(cè)范圍小的難題，具有更快的掃描速度。雙線陣相控陣探頭的特點(diǎn)：近表面盲區(qū)約1mm；可更換探頭楔塊，更經(jīng)濟(jì)；楔塊可內(nèi)置進(jìn)水孔優(yōu)化耦合效果；波束覆蓋寬度可達(dá)30mm；碳鋼的典型檢查深度范圍為1~80mm。
相控陣探頭的應(yīng)用：超聲相控陣是超聲探頭晶片的組合，由多個(gè)壓電晶片按一定的規(guī)律分布排列，然后逐次按預(yù)先規(guī)定的延遲時(shí)間激發(fā)各個(gè)晶片，所有晶片發(fā)射的超聲波相控陣形成一個(gè)整體波陣面，能有效地控制發(fā)射超聲束（波陣面）的形狀和方向，能實(shí)現(xiàn)超聲波相控陣的波束掃描、偏轉(zhuǎn)和聚焦。它為確定不連續(xù)性的形狀、大小和方向提供出比單個(gè)或多個(gè)探頭系統(tǒng)更大的能力。超聲相控陣檢測(cè)技術(shù)使用不同形狀的多陣元換能器產(chǎn)生和接收超聲波相控陣束，通過(guò)控制換能器陣列中各陣元發(fā)射(或接收)脈沖的不同延遲時(shí)間，改變聲波到達(dá)(或來(lái)自)物體內(nèi)某點(diǎn)時(shí)的相位關(guān)系，實(shí)現(xiàn)焦點(diǎn)和聲束方向的變化，從而實(shí)現(xiàn)超聲波相控陣的波束掃描、偏轉(zhuǎn)和聚焦。然后采用機(jī)械掃描和電子掃描相結(jié)合的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像成像。大多數(shù)相控陣探頭與楔塊一起配合使用。
相控陣探頭的應(yīng)用發(fā)展：隨著超聲波相控陣相控陣檢測(cè)技術(shù)的飛速發(fā)展，相控陣真實(shí)幾何結(jié)構(gòu)位置仿真工藝技術(shù)得到越來(lái)越普遍的關(guān)注，各種檢測(cè)工藝的應(yīng)用逐漸在驗(yàn)證成熟。同時(shí)，伴隨著國(guó)內(nèi)涉及該技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，該技術(shù)在特種設(shè)備、石化石油、電力等領(lǐng)域的應(yīng)用被正式認(rèn)可。超聲相控陣技術(shù)已有近20多年的發(fā)展歷史。初期主要應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域,醫(yī)學(xué)超聲成像中用相控陣換能器快速移動(dòng)聲束對(duì)被檢部位成像;大功率超聲利用其可控聚焦特性局部升溫?zé)岑熤尾?使目標(biāo)組織升溫并減少非目標(biāo)組織的功率吸收。較初,系統(tǒng)的復(fù)雜性、固體中波動(dòng)傳播的復(fù)雜性及成本費(fèi)用高等原因使其在工業(yè)無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用受限。然而隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,超聲相控陣技術(shù)逐漸應(yīng)用于工業(yè)無(wú)損檢測(cè),特別是在核工業(yè)及航空工業(yè)等領(lǐng)域。相控陣探頭可以對(duì)探頭參數(shù)及外形等進(jìn)行定制設(shè)計(jì)，以適應(yīng)客戶的各種特殊應(yīng)用需要。天津線陣相控陣探頭廠家
面陣相控陣探頭有矩陣、環(huán)陣等類型。天津線陣相控陣探頭廠家
線陣探頭是一維的相控陣探頭，可視為一個(gè)長(zhǎng)方形壓電晶片被切割成多個(gè)小晶片。每個(gè)線陣探頭單個(gè)晶片的物理是固定的，因此確定好激發(fā)晶片的數(shù)量，也就確定了激發(fā)孔徑。激發(fā)的晶片數(shù)量越多，激發(fā)孔徑越大，指向性越好，主聲束的能量大，柵瓣也越大，易形成偽像影響檢測(cè)結(jié)果?？讖皆龃?，也會(huì)使近場(chǎng)長(zhǎng)度增加，盲區(qū)增大。因此，在實(shí)踐使用相控陣線陣探頭時(shí)，須根據(jù)被檢材料來(lái)設(shè)置相控陣探頭晶片數(shù)量，有時(shí)候并不是越多越好。可以根據(jù)需要靈活調(diào)整激發(fā)孔徑才是相控陣探頭技術(shù)較大的優(yōu)勢(shì)。天津線陣相控陣探頭廠家
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