使用相控陣探頭與傳統(tǒng)超聲探頭相比,相控陣由于具有聚焦和圖像顯示的特點,對結構型缺陷檢測的可靠性更高。特別是在復合材料檢測。相控陣探頭的光束可以通過電子方式移動,不移動探頭,聲場就可以覆蓋更大的區(qū)域。相控陣探頭的聲束是可控的,因為相控陣探頭由多個小的元件組成,每個小的元件可以在計算機計算的定時單獨發(fā)射。通過相控陣儀器對每個陣元進行不同的發(fā)射定時控制,也稱為聚焦法則。通過聚焦法則的控制,聲場覆蓋的區(qū)域能實現(xiàn)各種特定的聚焦方式,檢測靈敏度也得到提升。柔性相控陣探頭主要應用于輪廓不規(guī)則工件的檢測中。池州面形相控陣探頭
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: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。晶片數(shù)量:常用的相控陣探頭一般有16到128個晶片,有些探頭的晶片多達256個。隨著晶片數(shù)量的增多,聲波聚焦與電子偏轉的能力會增強,同時檢測所覆蓋的區(qū)域也會擴大,然而探頭和儀器的成本費用也會增加。每個晶片被單獨脈沖激勵,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方向或偏轉方向。浙江圓環(huán)陣相控陣探頭銷售超聲相控陣是超聲探頭晶片的組合,由多個壓電晶片按一定的規(guī)律分布排列。
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定各陣元的發(fā)射和時間延遲來依次激勵一個或幾個陣元,產生具有可控性的預定相位的聲波。各陣元產生的超聲波在檢測對象產生的聲場中相互干涉疊加,從而得到預先希望的波束入射角度和焦點位置,形成發(fā)射聚焦或聲束偏轉等效果。高溫探頭中的壓電晶片需選用居里溫度較高的鈮酸鋰(1200℃)、石英(550℃)、鈦酸鉛(460℃)來制作,外殼與阻尼塊為不銹鋼,電纜為無機物絕緣體高溫同軸電纜,前面殼體與晶片之間采用特殊釬焊使之形成高溫耦合層。這種探頭可在400~700℃高溫下進行探傷。
相控陣探頭檢測復合材料時,信號幅度或深度數(shù)據(jù)都可以收集,相控陣探頭同時利用編碼器收集和存儲探頭位置,通過軟件實現(xiàn)C掃描成像顯示。用相控陣探頭檢測管座角焊縫,具有更大的優(yōu)勢。相控陣探頭的特點是具有多晶片陣元,各晶片的激勵可以由相控陣設備設計和控制,壓電復合晶片受激勵后能產生超聲聚焦聲場,聲場的角度、聚焦方向、聚焦類型均可以設置。因此使用相控陣探頭檢測管座角焊縫,缺陷檢出率和檢測可靠性均優(yōu)于常規(guī)超聲波檢測。利用相控陣探頭的相控陣超聲相比傳統(tǒng)的手工超聲無損檢測技術具有很大優(yōu)勢,因為相控陣探頭可以從固定的位置檢測各種焊縫和材料,這就允許它檢查相對困難的幾何形狀。相控陣探頭電子束聚焦通過對線性相控陣不同陣元施加對稱的聚焦法則。
相控陣探頭的比較分類:相控陣扇形掃查、線性掃查分別與A型掃描超聲檢測斜探頭、直探頭校準的方法相似。扇形掃查的聲束入射到兩個半徑為50mm與100m同心圓,線性掃查聲束入射兩個不同厚度的試塊,系統(tǒng)通過入射到兩個反射體的發(fā)射與接收時間關系計算出聲速。校準聲速的目的是讓儀器計算的聲速與被檢工件聲速相近,減少測量誤差。相控陣探頭扇形掃查:調節(jié)角度指針至設置的扇形掃查范圍中心角度,例如:扇形掃查范圍為30°-70°,調節(jié)角度指針至50°。將探頭至于CSK-IA試塊,前后移動探頭找到兩個同心半圓的較大反射回波,固定探頭,分別移動閘門套住回波依次“得到位”,較后確定完成聲速校準。相控陣探頭線性掃查:移動探頭找到探頭較大回波,閘門依次套住回波“得到位”,較后確定完成聲速校準。相控陣探頭具有可預測聲束操作的電子掃描能力。浙江圓環(huán)陣相控陣探頭銷售
面陣相控陣探頭有矩陣、環(huán)陣等類型。池州面形相控陣探頭
相控陣探頭的應用發(fā)展:隨著超聲波相控陣相控陣檢測技術的飛速發(fā)展,相控陣真實幾何結構位置仿真工藝技術得到越來越普遍的關注,各種檢測工藝的應用逐漸在驗證成熟。同時,伴隨著國內涉及該技術應用的相關法規(guī)標準的發(fā)布,該技術在特種設備、石化石油、電力等領域的應用被正式認可。超聲相控陣技術已有近20多年的發(fā)展歷史。初期主要應用于醫(yī)療領域,醫(yī)學超聲成像中用相控陣換能器快速移動聲束對被檢部位成像;大功率超聲利用其可控聚焦特性局部升溫熱療治病,使目標組織升溫并減少非目標組織的功率吸收。較初,系統(tǒng)的復雜性、固體中波動傳播的復雜性及成本費用高等原因使其在工業(yè)無損檢測中的應用受限。然而隨著電子技術和計算機技術的快速發(fā)展,超聲相控陣技術逐漸應用于工業(yè)無損檢測,特別是在核工業(yè)及航空工業(yè)等領域。池州面形相控陣探頭
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