環(huán)形相控陣探頭

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2022-08-17

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(huì)產(chǎn)生不同的聲場(chǎng)特性,使相控陣能應(yīng)用于不同工況下的檢測(cè)。一維線陣是目前相控陣探頭中應(yīng)用多的一種形式,其特點(diǎn)是能在相控陣的軸平面實(shí)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(shì)是能在聲束剖面實(shí)現(xiàn)二維聚焦(一維線陣只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)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。由相控陣探頭產(chǎn)生的聲波會(huì)沿直線傳播,直到遇到材料介質(zhì)的邊緣。環(huán)形相控陣探頭

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(dòng)周期的數(shù)量。窄帶寬探頭要比寬帶寬探頭生成的波動(dòng)周期數(shù)量多。晶片直徑、基底材料、電子調(diào)諧、探頭激勵(lì)的方式都會(huì)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(huì)生成獨(dú)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(gè)帶寬確定在–6dB(或半波幅)的位置處。靈敏度:靈敏度是指激勵(lì)脈沖波幅與從指定目標(biāo)反射的回波波幅之間的關(guān)系。環(huán)形相控陣探頭相控陣探頭具有能夠區(qū)分橫向或深度方向相距較近的兩個(gè)相鄰缺陷的能力。

液浸探頭是相控陣探頭部分或全部浸入液體中使用的。這類探頭往往用于剛性楔塊無(wú)法良好匹配被檢測(cè)工件表面時(shí)的情況。液浸探頭常用的介質(zhì)為水,目前國(guó)內(nèi)有學(xué)者在檢測(cè)聚乙烯材料時(shí),利用甘油、水、水玻璃、海藻酸鈉,按一定的比例配制了特殊用途的耦合介質(zhì),該介質(zhì)的聲阻抗與聚乙烯材料相似度達(dá)95%以上,檢測(cè)時(shí)聲波在界面上的反射率較小,可以稱得上是理想的耦合液。雙線型陣的發(fā)射和接收聲束分開(kāi),消除了幻影回波,無(wú)近場(chǎng)區(qū)的影響和明顯的盲區(qū),具有良好的近表面檢測(cè)能力,并可通過(guò)連續(xù)的深度聚焦來(lái)增加整體的聚焦深度。

超聲相控陣檢測(cè)技術(shù)已被成功應(yīng)用于各種焊縫探傷,如航空薄鋁板摩擦焊縫的微小缺陷探測(cè)。用超聲相控陣探頭對(duì)焊縫進(jìn)行橫波斜探傷時(shí),無(wú)需象普通單探頭那樣在焊縫兩側(cè)頻繁地前后來(lái)回移動(dòng),焊縫長(zhǎng)度方向的全體積掃查可借助于裝有超聲相控陣探頭的機(jī)械掃查器,沿著精確定位的軌道滑動(dòng)完成,以實(shí)現(xiàn)高速探傷。超聲相控陣無(wú)損檢測(cè)技術(shù)由于其諸多優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為了現(xiàn)代無(wú)損檢測(cè)技術(shù)較有發(fā)展前景的技術(shù)之一。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀總結(jié)出超聲相控陣無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展技術(shù)主要有以下方面:相控陣超聲檢測(cè)聲場(chǎng)的建模和仿真、二維超聲相控陣探頭的設(shè)計(jì)、超聲相控陣檢測(cè)中的自適應(yīng)聚焦技術(shù)。環(huán)陣相控陣探頭晶片呈同心圓環(huán)狀排布,主要實(shí)現(xiàn)不同深度的聚焦功能。

水浸相控陣探頭的設(shè)計(jì)目的是與水楔配合使用,或者用于當(dāng)被檢樣件部分或全部浸入水中時(shí),在水浸箱中進(jìn)行檢測(cè)。這類探頭屬縱波探頭,但經(jīng)過(guò)設(shè)置后,使用Rexolite楔塊可以進(jìn)行折射橫波檢測(cè)。面陣列探頭的外殼由耐腐蝕的不銹鋼材料制成,可以保證在水下不超過(guò)1米的深度具有防水性能。這些探頭的聲阻抗與水的聲阻抗匹配。這些探頭與可調(diào)節(jié)的水浸楔塊相兼容,不但可以檢測(cè)復(fù)合材料的分層缺陷,還可以檢測(cè)碳纖維增強(qiáng)聚合物(CFRP)產(chǎn)品的內(nèi)圓角。雙晶線性陣列探頭,在腐蝕檢測(cè)應(yīng)用方面,為檢測(cè)人員提供了多種優(yōu)于常規(guī)超聲雙晶探頭的優(yōu)勢(shì)。這種相控陣解決方案可以提供更大的聲束覆蓋范圍、更快的掃查速度,以及具有更高數(shù)據(jù)點(diǎn)密度的C掃描成像功能,從而可提高檢測(cè)效率。相控陣探頭的聚焦銳利度會(huì)隨著頻率的升高而增強(qiáng)。福建汽車檢測(cè)相控陣探頭銷售

相控陣探頭能夠在特定測(cè)試件的特定位置實(shí)現(xiàn)多種聚焦。環(huán)形相控陣探頭

超聲相控陣檢測(cè)技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)和普遍應(yīng)用的一項(xiàng)新興無(wú)損檢測(cè)技術(shù),其基本原理是利用指定順利排列的線陣列或面陣列的陣元按照一定時(shí)序來(lái)激發(fā)超聲脈沖信號(hào),使超聲波陣面在聲場(chǎng)中某一點(diǎn)形成聚焦,增強(qiáng)對(duì)聲場(chǎng)中微小缺陷檢測(cè)的靈敏度,同時(shí),可以利用對(duì)陣列的不同激勵(lì)時(shí)序在聲場(chǎng)中形成不同空間位置的聚焦而實(shí)現(xiàn)較大范圍的聲束掃查。因此,在超聲相控陣換能器不移動(dòng)的前提下就可以實(shí)現(xiàn)大范圍內(nèi)高靈敏度的動(dòng)態(tài)聚焦掃查,這正是超聲相控陣檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)越特點(diǎn),是常規(guī)超聲檢測(cè)不具備的,也是該技術(shù)普遍發(fā)展和應(yīng)用的重要原因。環(huán)形相控陣探頭

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