北京菊花陣相控陣探頭

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2021-12-28

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(jiǎn)單的形式應(yīng)該是以增加檢測(cè)的覆蓋范圍和/或提高檢測(cè)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(yīng)用這種陣列探頭的示例:管件檢測(cè):在探測(cè)管件的裂縫與分層缺陷,以及測(cè)量管件的總體厚度時(shí)經(jīng)常會(huì)使用多個(gè)探頭。鍛件金屬工件的檢測(cè):在這種檢測(cè)中,通常需要使用多個(gè)探頭在不同深度聚焦以探測(cè)出以帶狀形式排列的細(xì)小缺陷。復(fù)合材料及金屬檢測(cè):在材料的表面上線性排列多個(gè)探頭可以提高對(duì)復(fù)合材料中的分層缺陷或金屬中的腐蝕的檢測(cè)能力。進(jìn)行這些檢測(cè),不只需要高速、多通道超聲設(shè)備帶有適當(dāng)?shù)拿}沖發(fā)生器、接收器,以及可對(duì)每個(gè)通道進(jìn)行處理的邏輯門,還需要將每個(gè)探頭仔細(xì)固定好,以正確設(shè)置檢測(cè)區(qū)域。根據(jù)相控陣探頭的功能可將探頭劃分為接觸式、延遲線式、角度聲束、或水浸式等類型。北京菊花陣相控陣探頭

相控陣探頭的應(yīng)用技術(shù):從較基本的意義上說(shuō),相控陣系統(tǒng)利用了波動(dòng)物理學(xué)的相位調(diào)整原理,即通過(guò)改變一系列超聲脈沖的發(fā)射時(shí)間,使陣列中的每個(gè)晶片生成的單個(gè)波前交匯在一起。這個(gè)操作以可以預(yù)見的方式加強(qiáng)或減弱聲波的能量,從而使聲波有效地偏轉(zhuǎn)并形成聲束。要達(dá)到這個(gè)目的,需要以極小的時(shí)間差分別對(duì)探頭的晶片進(jìn)行脈沖觸發(fā)。通常將晶片分組進(jìn)行脈沖發(fā)射,每組包含4到32個(gè)數(shù)量不等的晶片。通過(guò)加長(zhǎng)孔徑的方法,可以減少不希望發(fā)生的聲束擴(kuò)散,完成銳利度更強(qiáng)的聚焦,從而有效地提高靈敏度。上海相控陣探頭生產(chǎn)廠家隨著聲波在介質(zhì)中的傳播,由超聲波相控陣探頭生成的有組織的波前便會(huì)衰弱下來(lái)。

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(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(cè)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(gè)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(huì)隨著頻率的降低而增加,而分辨率及聚焦銳利度會(huì)隨著頻率的升高而增強(qiáng)。晶片尺寸:隨著晶片寬度的減小,聲束電子偏轉(zhuǎn)的性能會(huì)增強(qiáng),但是要覆蓋大區(qū)域就需要有更多的晶片,因此費(fèi)用也會(huì)增加。

相控陣探頭的應(yīng)用發(fā)展:隨著超聲波相控陣相控陣檢測(cè)技術(shù)的飛速發(fā)展,相控陣真實(shí)幾何結(jié)構(gòu)位置仿真工藝技術(shù)得到越來(lái)越普遍的關(guān)注,各種檢測(cè)工藝的應(yīng)用逐漸在驗(yàn)證成熟。同時(shí),伴隨著國(guó)內(nèi)涉及該技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布,該技術(shù)在特種設(shè)備、石化石油、電力等領(lǐng)域的應(yīng)用被正式認(rèn)可。超聲相控陣技術(shù)已有近20多年的發(fā)展歷史。初期主要應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域,醫(yī)學(xué)超聲成像中用相控陣換能器快速移動(dòng)聲束對(duì)被檢部位成像;大功率超聲利用其可控聚焦特性局部升溫?zé)岑熤尾?使目標(biāo)組織升溫并減少非目標(biāo)組織的功率吸收。較初,系統(tǒng)的復(fù)雜性、固體中波動(dòng)傳播的復(fù)雜性及成本費(fèi)用高等原因使其在工業(yè)無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用受限。然而隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,超聲相控陣技術(shù)逐漸應(yīng)用于工業(yè)無(wú)損檢測(cè),特別是在核工業(yè)及航空工業(yè)等領(lǐng)域。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(huì)高出10dB到30dB。

凹面陣相控陣探頭:凹面陣多用于管道的外檢測(cè),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(diǎn),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(chǎng)旁瓣十分明顯,特別是小徑管中的聚焦聲場(chǎng)更容易向空間擴(kuò)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(guó)內(nèi)已有部分學(xué)者對(duì)凸面陣探頭進(jìn)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(shí)法則之外,超聲相控陣探頭的檢測(cè)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(duì)一些特殊的檢測(cè)對(duì)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。用戶對(duì)相控陣探頭的類型選擇需要考慮到被測(cè)材料的溫度。四川高清相控陣探頭供應(yīng)商

較常用的相控陣探頭一般有16到128個(gè)晶片。北京菊花陣相控陣探頭

超聲波相控陣技術(shù)的操作步驟:探頭盤上裝上兩個(gè)相控陣探頭,分別置于焊縫的兩側(cè)。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(zhì)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(jié)。每個(gè)相控陣探頭上裝有64個(gè)線狀晶片構(gòu)成線陣。整個(gè)焊縫在用相控陣探頭掃查時(shí)被分割成許多小的區(qū)域,每個(gè)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(cè)時(shí),同時(shí)從兩側(cè)掃查,并覆蓋需要檢測(cè)的所有區(qū)域??梢允褂妹}沖回波法或串列掃查法檢測(cè)每個(gè)焊縫區(qū)域。在每個(gè)通道內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)閘門,一個(gè)對(duì)應(yīng)于回波高度,另一個(gè)對(duì)應(yīng)于傳播時(shí)間。北京菊花陣相控陣探頭

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