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)得到越來越普遍的關(guān)注,各種檢測工藝的應(yīng)用逐漸在驗證成熟。同時,伴隨著國內(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?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、固體中波動傳播的復(fù)雜性及成本費(fèi)用高等原因使其在工業(yè)無損檢測中的應(yīng)用受限。然而隨著電子技術(shù)和計算機(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)無損檢測,特別是在核工業(yè)及航空工業(yè)等領(lǐng)域。相控陣探頭普遍應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的檢測。福建自聚焦相控陣探頭品牌
在用相控陣探頭對焊縫進(jìn)行檢測時,無需像普通單探頭那樣在焊縫兩側(cè)頻繁地來回前后左右移動,而相控陣探頭沿著焊縫長度方向平行于焊縫進(jìn)行直線掃查,對焊接接頭進(jìn)行全體積檢測。該掃查方式可借助于裝有陣列探頭的機(jī)械掃查器沿著精確定位的軌道滑動完成,也采用手動方式完成,可實(shí)現(xiàn)快速檢測,檢測效率非常高。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,然后逐次按預(yù)先規(guī)定的延遲時間激發(fā)各個晶片,所有晶片發(fā)射的超聲波形成一個整體波陣面,能有效地控制發(fā)射超聲束(波陣面)的形狀和方向。福建自聚焦相控陣探頭品牌可以根據(jù)需要靈活調(diào)整激發(fā)孔徑才是相控陣探頭技術(shù)較大的優(yōu)勢。
相控陣探頭有著各種尺寸、形狀、頻率及晶片數(shù)量,所有這些探頭的共同特點(diǎn)是都裝有一個被分割成若干段的壓電晶片。用于工業(yè)NDT的現(xiàn)代相控陣探頭一般由壓電復(fù)合材料構(gòu)建,具體地說就是許多細(xì)小、極薄的壓電陶瓷棒被嵌在聚合物矩陣中。雖然制造這種探頭會復(fù)雜一些,但是與在其它方面設(shè)計相似的壓電陶瓷探頭相比,這種復(fù)合材料探頭在一般情況下可提供的靈敏度會高出10dB到30dB。分成小段的金屬鍍層用于將條狀的復(fù)合材料分割成若干可單獨(dú)接收電子脈沖激勵的晶片個體。這個被分割成小段的晶片被裝入探頭組合件中。探頭組合件包含一個保護(hù)性匹配層、一個背襯層、線纜連接器以及一個外殼。
相控陣探頭的類型:根據(jù)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。在具體應(yīng)用中,被測材料的特性例如:表面粗糙度、溫度、可達(dá)性、材料內(nèi)缺陷的位置、檢測速度等,都會影響用戶對探頭類型的選擇。尺寸:尺寸是指開啟探頭晶片的直徑,或者晶片的長度和寬度。晶片通常被置于比它稍大一點(diǎn)的外殼中。頻率:頻率是指一秒鐘內(nèi)聲波完成振動周期的次數(shù),通常用千赫(kHz)或兆赫(MHz)表示。大多數(shù)工業(yè)超聲檢測在500kHz到20MHz頻率范圍內(nèi)進(jìn)行,因此大多數(shù)探頭的頻率處于這個范圍內(nèi)。線陣相控陣探頭的優(yōu)點(diǎn)是無需機(jī)械運(yùn)動。
相控陣探頭的應(yīng)用: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,然后逐次按預(yù)先規(guī)定的延遲時間激發(fā)各個晶片,所有晶片發(fā)射的超聲波形成一個整體波陣面,能有效地控制發(fā)射超聲束(波陣面)的形狀和方向,能實(shí)現(xiàn)超聲波的波束掃描、偏轉(zhuǎn)和聚焦。它為確定不連續(xù)性的形狀、大小和方向提供出比單個或多個探頭系統(tǒng)更大的能力。超聲相控陣檢測技術(shù)使用不同形狀的多陣元換能器產(chǎn)生和接收超聲波束,通過控制換能器陣列中各陣元發(fā)射(或接收)脈沖的不同延遲時間,改變聲波到達(dá)(或來自)物體內(nèi)某點(diǎn)時的相位關(guān)系,實(shí)現(xiàn)焦點(diǎn)和聲束方向的變化,從而實(shí)現(xiàn)超聲波的波束掃描、偏轉(zhuǎn)和聚焦。然后采用機(jī)械掃描和電子掃描相結(jié)合的方法來實(shí)現(xiàn)圖像成像。相控陣探頭電子聚焦的優(yōu)點(diǎn)是通過一個探頭能聚焦在聲場覆蓋的每一個深度。浙江高清相控陣探頭訂購
使用相控陣探頭可以節(jié)約系統(tǒng)成本:探頭更少,機(jī)械部分少。福建自聚焦相控陣探頭品牌
無損檢測用超聲相控陣探頭陣列主要有線形、面狀和環(huán)形。其設(shè)計基于惠更斯原理。陣列是相控陣探頭晶片的組合,在確定不連續(xù)性的大小、形狀和方向上,它比單個或多個探頭系統(tǒng)具有更強(qiáng)的能力。環(huán)形相控陣探頭不能進(jìn)行轉(zhuǎn)角控制。例如:一個頻率為10MHz的環(huán)形相控陣探頭,由16個環(huán)組成,晶片由壓電復(fù)合材料制成,較大直徑<32mm。可將環(huán)形相控陣探頭想象成一個圓形的單晶探頭,將其切成同軸環(huán)形,每片都構(gòu)成一個單獨(dú)的探頭,這些環(huán)上的發(fā)射和接收時間用電子系統(tǒng)控制。通過控制各環(huán)的時間延遲,產(chǎn)生在不同深度的動態(tài)聚焦,可控制整個波陣面的形狀和焦點(diǎn)。焦點(diǎn)總是在相控陣探頭的軸線上,能相當(dāng)明顯地增加聲束向中心軸線的聚焦能力。福建自聚焦相控陣探頭品牌
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