安徽定制相控陣探頭廠商

來源: 發(fā)布時間:2021-10-18

凹面陣相控陣探頭:凹面陣多用于管道的外檢測,因其能很好地匹配相同曲率管子的外徑,并且其陣列的排列方式有物理聚焦的特點,聲束比平面陣列更加容易匯聚。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,聲場旁瓣十分明顯,特別是小徑管中的聚焦聲場更容易向空間擴散;凸面陣多用于醫(yī)學(xué)B超超聲診斷領(lǐng)域。在工業(yè)方面,國內(nèi)已有部分學(xué)者對凸面陣探頭進行了開發(fā)應(yīng)用,但總體研究并不多。除了陣列排布方式、延時法則之外,超聲相控陣探頭的檢測能力還與探頭盲區(qū)大小、中心頻率、發(fā)射脈沖寬度、楔塊的選擇、耦合介質(zhì)、試件表面平整度等因素有關(guān)。因此,針對一些特殊的檢測對象,調(diào)整其中的某些因素,便可以獲得不同用途的超聲相控陣探頭。相控陣探頭技術(shù)優(yōu)于常規(guī)超聲探頭技術(shù)。安徽定制相控陣探頭廠商

相控陣探頭的應(yīng)用:一維線陣是目前相控陣探頭中應(yīng)用較多的一種形式,其特點是能在相控陣的軸平面實現(xiàn)聲束偏轉(zhuǎn)和軸向聚焦。與一維線陣相比,環(huán)形陣的優(yōu)勢是能在聲束剖面實現(xiàn)二維聚焦(一維線陣只能實現(xiàn)一個方向上的聲束聚焦),聲束剖面呈圓形,能獲得較大的能量集中,并且不要求大數(shù)目的陣列,因此其能在采用高頻檢測時仍保證較高的穿透力;但環(huán)形陣的缺點是不能進行聲束偏轉(zhuǎn)控制,因此主要應(yīng)用于醫(yī)學(xué)成像和脈沖多普勒體積流量計中。扇形陣和二維矩陣都可實現(xiàn)所有方向的聲束偏轉(zhuǎn)和軸向聚焦,扇形陣多用于棒材檢測,二維矩陣由于加工工藝限制、電路復(fù)雜及制作成本高等原因,仍主要應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較少,但其聲束不只能實現(xiàn)沿晶片排列方向的掃查,還可以縱向擺動掃查,因此其具有三維成像的優(yōu)勢,這將會是未來超聲相控陣換能器的發(fā)展方向。高頻相控陣探頭費用相控陣探頭與壓電陶瓷探頭相比,在一般情況下可提供的靈敏度會高出10dB到30dB。

相控陣探頭的波形持續(xù):波形持續(xù)是指每次探頭被脈沖觸發(fā)后生成的波動周期的數(shù)量。窄帶寬探頭要比寬帶寬探頭生成的波動周期數(shù)量多。晶片直徑、基底材料、電子調(diào)諧、探頭激勵的方式都會影響波形持續(xù)。帶寬:帶寬是指處于特定波幅范圍內(nèi)的頻率響應(yīng)的部分。在這種情況下,應(yīng)該注意的是典型的NDT探頭不會生成獨特頻率的聲波,而只能在以額定的頻率值為中心的頻率范圍內(nèi)生成聲波。工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)將這個帶寬確定在–6dB(或半波幅)的位置處。靈敏度:靈敏度是指激勵脈沖波幅與從指定目標(biāo)反射的回波波幅之間的關(guān)系。

相控陣探頭的應(yīng)用方法有哪些?管材檢測:管材缺陷大多同管子軸線相平行,因此,管材的超聲波相控陣檢測以沿管子外徑作周向掃查的斜角檢測為主。目前,進出口無縫鋼管超聲波相控陣檢驗主要采用直接接觸法和水浸法。水浸法:探頭發(fā)射的超聲波相控陣經(jīng)過一段液體后再進入試件的檢測方法稱為液浸法,通常采用水浸法。水浸法便于提高掃查速度,縮短檢驗試件,特別是中小口徑的無縫鋼管,要對全長全周進行掃查,水浸法特別有利。通常采用單探頭縱波水浸法檢測縱向分層。檢測前確定好入射角,計算好折射角,并選擇合適的偏心距。為控制折射角的擴散,通常采用聚焦探頭。水浸法在工廠在線檢驗中應(yīng)用普遍,在實際檢驗檢疫過程中由于受條件制約,應(yīng)用得比較少。常規(guī)縱波超聲相控陣探頭工作的方式如同可發(fā)出高頻機械振動的活塞。

不同陣列排布方式的相控陣探頭:相控陣按陣列形式通常可分為線形、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(yīng)用于不同工況下的檢測。20世紀(jì)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(xué)物理學(xué)者將該技術(shù)用于醫(yī)學(xué)人體超聲成像中。2000年后,隨著壓電復(fù)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(lǐng)域中的綜合應(yīng)用,超聲相控陣檢測技術(shù)得以迅速發(fā)展,并逐步應(yīng)用于工業(yè)無損檢測領(lǐng)域。相控陣探頭的聚焦銳利度會隨著頻率的升高而增強。廣州線形相控陣探頭

相控陣探頭應(yīng)用系統(tǒng)利用了波動物理學(xué)的相位調(diào)整原理。安徽定制相控陣探頭廠商

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(fù)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)。安徽定制相控陣探頭廠商

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