浙江水浸相控陣探頭

來源: 發(fā)布時間:2021-10-20

什么是相控陣探頭?陣列是大量的同類物體排列組合的方式。NDT超聲陣列的較簡單的形式應該是以增加檢測的覆蓋范圍和/或提高檢測速度為目的,將一系列單晶探頭排列在一起的形式。以下為應用這種陣列探頭的示例:管件檢測:在探測管件的裂縫與分層缺陷,以及測量管件的總體厚度時經(jīng)常會使用多個探頭。鍛件金屬工件的檢測:在這種檢測中,通常需要使用多個探頭在不同深度聚焦以探測出以帶狀形式排列的細小缺陷。復合材料及金屬檢測:在材料的表面上線性排列多個探頭可以提高對復合材料中的分層缺陷或金屬中的腐蝕的檢測能力。進行這些檢測,不只需要高速、多通道超聲設備帶有適當?shù)拿}沖發(fā)生器、接收器,以及可對每個通道進行處理的邏輯門,還需要將每個探頭仔細固定好,以正確設置檢測區(qū)域。相控陣探頭技術(shù)優(yōu)于常規(guī)超聲探頭技術(shù)。浙江水浸相控陣探頭

相控陣探頭的聲束形狀:我們用以下這個比喻可以有效地說明這個概念。發(fā)自典型的未聚焦圓盤探頭的聲束經(jīng)常被想象成一束源自開啟晶片區(qū)域的能量柱,這個能量柱在直徑方向上擴散,后消失。探頭的聲場被分為兩個區(qū)域:近場和遠場。近場是指接近探頭的區(qū)域。在這個區(qū)域中聲壓反復幾次達到大值、小值。這個區(qū)域的終端為軸上后一次出現(xiàn)大聲壓值的位置。這個位置到探頭表面的距離表示為N,即近場距離。近場距離N證明探頭的自然焦距。遠場是近場距離(N值)以外的區(qū)域。在這個區(qū)域,隨著聲束直徑的擴展及聲能的消散,聲壓逐漸降低為零。近場距離是探頭頻率、晶片大小以及被測材料的聲速互相作用的一個函數(shù)。定制相控陣探頭批發(fā)相控陣探頭的聲波吸收程度會隨著頻率的增加而呈線性增加。

相控陣探頭能影響檢測性能的參數(shù)有哪些?分辨力表示超聲波相控陣探傷儀和探頭組合后,能夠區(qū)分橫向或深度方向相距較近的兩個相鄰缺陷的能力。分辨力的優(yōu)劣,以能區(qū)分的兩個缺陷的較小距離表示?;夭l率是指透人工件并經(jīng)界面反射返回的超聲波相控陣頻率,通常與探頭所標稱的頻率不同,其誤差應限制在一定范圍內(nèi)。波束中心軸線偏斜角是指發(fā)射超聲波相控陣束中心軸線與晶片表面不垂直的程度。斜探頭人射點是斜探頭的超聲波相控陣束中心入射于工件探測面上的一點,即超聲波相控陣透人工件材料的起始點,它是計算缺陷位置的相對參考點。

不同陣列排布方式的相控陣探頭:相控陣按陣列形式通??煞譃榫€形、矩陣形、環(huán)形和扇形。相控陣探頭有多種不同的陣列排布形式,其類型按陣元排列方式可分為:一維線陣、二維矩陣、環(huán)形陣、扇形陣、凹面陣、凸面陣、雙線型陣等。不同的陣列排布方式將會產(chǎn)生不同的聲場特性,使相控陣能應用于不同工況下的檢測。20世紀60年代,相控陣的研究主要局限于實驗室;60年代末70年代初,醫(yī)學物理學者將該技術(shù)用于醫(yī)學人體超聲成像中。2000年后,隨著壓電復合材料、納秒級脈沖信號控制、數(shù)據(jù)處理分析、軟件技術(shù)和計算機模擬等多種技術(shù)在超聲相控陣成像領域中的綜合應用,超聲相控陣檢測技術(shù)得以迅速發(fā)展,并逐步應用于工業(yè)無損檢測領域。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。

相控陣探頭的應用技術(shù):超聲相控陣技術(shù)可以檢測電站汽輪機葉根的應力腐蝕裂紋。汽輪機的幾何形狀比較復雜,被檢工件的接觸面有限,在檢測時需要保證缺陷漏檢率越小越好,利用超聲相控陣技術(shù)可以根據(jù)應用來優(yōu)化探頭設計,依據(jù)聲線追蹤功能來改進掃查工藝,同時還能使用相對較高的探頭頻率,利用CAD覆蓋功能直觀的顯示缺陷的位置,利用扇形掃查可以進行多角度的掃查,因此相比常規(guī)超聲來說,檢出率要高,另外由于采用電子掃查取代柵格掃查,因此檢測速度要快得多。長期以來,接管的檢測主要采用常規(guī)超聲的方法,由于接管幾何形狀的復雜性需要考慮儀器的設置,接管的壁厚以及曲率效應的影響,加上常規(guī)超聲的A掃顯示方式,因此判讀接管缺陷需要耗費大量的時間,國外的研究表明,結(jié)合自動掃查架和編碼器,利用相控陣自動掃查接管的內(nèi)表面和外表面是可行的。線陣是目前相控陣探頭中應用較多的一種形式。定制相控陣探頭批發(fā)

相控陣檢測可以使用單個相控陣探頭組合件中的多個晶片使聲束進行偏轉(zhuǎn)、聚焦和掃查。浙江水浸相控陣探頭

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:類型:大多數(shù)相控陣探頭屬于角度聲束類型,與塑料楔塊、平直塑料靴或延遲塊一起使用。此外,還有直接接觸式探頭和水浸式探頭。頻率:超聲缺陷探測一般使用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,穿透性能會隨著頻率的降低而增加,而分辨率及聚焦銳利度會隨著頻率的升高而增強。晶片尺寸:隨著晶片寬度的減小,聲束電子偏轉(zhuǎn)的性能會增強,但是要覆蓋大區(qū)域就需要有更多的晶片,因此費用也會增加。浙江水浸相控陣探頭

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