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。相控陣探頭的靈敏度是指激勵脈沖波幅與從指定目標反射的回波波幅之間的關(guān)系。四川線陣相控陣探頭現(xiàn)貨
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,如:表面粗糙度、溫度、可達性、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)進行,因此大多數(shù)探頭的頻率處于這個范圍內(nèi)。不過,用戶也可以買到頻率范圍在50kHz以下及200MHz以上的商業(yè)探頭。頻率越低,穿透力越強;頻率越高,那么分辨力和聚焦力度越高。汽車檢測相控陣探頭品牌標準的相控陣產(chǎn)品頻率在1-20MHz之間,陣元10到256個之內(nèi)。
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)標準將這個帶寬確定在–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反射的回波波幅之間的關(guān)系。
不同陣列排布方式的相控陣探頭:相控陣按陣列形式通??煞譃榫€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。相控陣探頭的聲波散射程度會隨頻率的更加而增強。
對相控陣延遲的理解:相控陣的超聲波脈沖發(fā)射裝置由探頭晶片與楔塊組成,延遲激發(fā)晶片發(fā)射超聲波形成扇形聲束,各角度的聲束經(jīng)過楔塊與耦合層到達工件接觸面所需要的時間,紅色線為各角度聲束的延遲。雖然在儀器初始設(shè)置過程中輸入了探頭與楔塊等相關(guān)參數(shù),但是輸入的參數(shù)與實際參數(shù)的誤差,楔塊磨損,掃查角度,耦合劑等因素都會影響實際的延遲數(shù)值。超聲相控陣技術(shù)較早應(yīng)用在醫(yī)療領(lǐng)域,從上個世紀80年代起,超聲相控陣技術(shù)開始應(yīng)用到核電領(lǐng)域。20多年以來,超聲相控陣技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用范圍越來越普遍,在電力、航空、航天、石化等行業(yè)都能夠看到它的身影。相信隨著相控陣設(shè)備價格的不斷下降、人員培訓(xùn)規(guī)模的日益擴大以及相關(guān)標準的逐步建立與完善,工業(yè)相控陣技術(shù)的應(yīng)用會越來越普及。大多數(shù)相控陣探頭與楔塊一起配合使用。安徽水浸相控陣探頭采購
相控陣檢測可以使用單個相控陣探頭組合件中的多個晶片使聲束進行偏轉(zhuǎn)、聚焦和掃查。四川線陣相控陣探頭現(xiàn)貨
常規(guī)縱波超聲探頭工作的方式如同可發(fā)出高頻機械振動的活塞,探頭產(chǎn)生的這種振動即為聲波。在壓電換能器晶片(通常被稱作晶片)被施與電壓時,垂直于晶片表面的方向會受壓變形。電壓消失后,一般在一微秒之內(nèi),晶片反彈,產(chǎn)生機械能脈沖,形成超聲波。同樣道理,如果晶片受到射入超聲波的壓力,也會在其表面產(chǎn)生電壓。這樣,同一個壓電晶片既可以作為超聲脈沖的發(fā)射器,又可以充當超聲脈沖的接收器。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。四川線陣相控陣探頭現(xiàn)貨
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