相控陣探頭較常用線陣探頭。這些相控陣探頭為直線排列,每個陣元是連接到一個不同的電子通道,根據設計的性能可采用直接或通過多路復用器。每一個陣元可以被開啟或不開啟。儀器利用電子延時控制各電子通道,發(fā)射和接收的信號/形式的換能器陣元。對特定陣元進行延遲相對應的設置,每一個聚焦法則定義了一個不同的波束,它具有特定的方向、聚焦距離和橫向分辨率。這種技術要求在相控陣探頭陣元之間具有非常低的聲學和電交叉耦合影響,這樣所有的陣元都可以單獨發(fā)射。一般采用壓電復合材料,能夠完全適應這一特點。相控陣探頭普遍應用于醫(yī)學成像和工業(yè)無損檢測中。南京水楔塊相控陣探頭
相控陣探頭的應用發(fā)展:相控陣技術作為無損檢測行業(yè)的新興技術,起源于醫(yī)療行業(yè)。80年代中期,隨著復合壓電材料的發(fā)明,相控陣技術得到了快速的發(fā)展。90年代初,相控陣技術作為一種新的無損評估技術出現在超聲手冊和培訓手冊中。90年代末,隨著復合壓電技術,微加工技術,微電子技術和計算技術的發(fā)展,使得相控陣技術日趨成熟,尤其是計算處理能力的增強使得軟件功能得到極大提升。相控陣探傷技術可普遍用于石油石化、金屬加工制造、航空航天等領域,尤其以石油石化行業(yè)的焊縫檢測是相控陣技術應用的重點。凸陣相控陣探頭價格不同的相控陣探頭陣列排布方式將會產生不同的聲場特性。
相控陣探頭根據以下基本參數從功能上被分成不同的類別:類型:大多數相控陣探頭屬于角度聲束類型,與塑料楔塊、平直塑料靴(即零度楔塊)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。相控陣探頭的頻率: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。
超聲波相控陣技術的操作步驟:探頭盤上裝上兩個相控陣探頭,分別置于焊縫的兩側。使用液壓裝置將相控陣探頭壓合在管道的表面上以提高耦合質量。耦合劑是水,由水泵供給,在寒冷的條件下耦合劑使用水—甲醇以防凍結。每個相控陣探頭上裝有64個線狀晶片構成線陣。整個焊縫在用相控陣探頭掃查時被分割成許多小的區(qū)域,每個區(qū)域的深度為1~3mm,分別覆蓋焊縫的根部、熱影響區(qū)、焊肉區(qū)和余高區(qū)。焊縫檢測時,同時從兩側掃查,并覆蓋需要檢測的所有區(qū)域??梢允褂妹}沖回波法或串列掃查法檢測每個焊縫區(qū)域。在每個通道內設置有兩個閘門,一個對應于回波高度,另一個對應于傳播時間。用戶對相控陣探頭的類型選擇需要考慮到被測材料的內缺陷位置。
相控陣探頭的應用技術:在實際超聲NDT應用中,通常的做法是測量出衰減系數,而不是計算出衰減系數。在任何介質中,較高的頻率都會比較低的頻率衰減得更快,因此在檢測具有高衰減系數的材料時,通常使用較低的檢測頻率,如對低密度的塑料和橡膠的檢測。垂直界面的反射與透射:當在某種介質中傳播的聲波遇到介質不同且與聲波傳播方向垂直的材料時,聲能的一部分會被直接反射回來,另一部分會繼續(xù)向前傳播。這種反射與透射的比率與兩種材料各自的聲阻抗相關,而聲阻抗被定義為材料密度乘以聲速。相控陣探頭的聲波散射情況在通過3個區(qū)域時會發(fā)生變化。北京高頻相控陣探頭
相控陣探頭的靈敏度是指激勵脈沖波幅與從指定目標反射的回波波幅之間的關系。南京水楔塊相控陣探頭
相控陣成像的基本原理常規(guī)超聲儀器和相控陣超聲儀器都使用高頻聲波,核查被測樣件的內部結構或測量樣件的厚度。它們都以物理學中支配聲波傳播的相同的基本法則為基礎。相控陣工作原理:通過軟件可以單獨控制相控陣探頭中每個晶片的激發(fā)時間,從而控制產生波束的角度、聚焦位置和焦點尺寸。技術優(yōu)勢:1.實時彩色成像,包括A/B/C/D和S-掃描,便于缺陷判讀,不會誤判或漏判缺陷;2.相控陣技術可以實現線性掃查、扇形掃查和動態(tài)深度聚焦,從而同時具備寬波束和多焦點的特性,因此檢測速度可以更快更準;3、相控陣具有更高的檢測靈活性,可以實現其它常規(guī)檢測技術所不能實現的功能,如對復雜工件檢測。南京水楔塊相控陣探頭
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