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:晶片數(shù)量:較常用的相控陣探頭一般有16到128個(gè)晶片,有些探頭的晶片多達(dá)256個(gè)。隨著晶片數(shù)量的增多,聲波聚焦與電子偏轉(zhuǎn)的能力會(huì)增強(qiáng),同時(shí)檢測(cè)所覆蓋的區(qū)域也會(huì)擴(kuò)大,然而探頭和儀器的成本費(fèi)用也會(huì)增加。每個(gè)晶片被單獨(dú)脈沖激勵(lì),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(dòng)方向或偏轉(zhuǎn)方向。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)。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。北京水浸相控陣探頭批發(fā)
超聲相控陣檢測(cè)技術(shù)是近年來發(fā)展起來和普遍應(yīng)用的一項(xiàng)新興無損檢測(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。廣東雙線陣相控陣探頭工廠用戶對(duì)相控陣探頭的類型選擇需要考慮到被測(cè)材料的檢測(cè)速度。
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(cè)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(cè)速度等,都會(huì)影響用戶對(duì)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(zhǎng)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(dòng)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(cè)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(gè)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(qiáng);頻率越高,那么分辨力和聚焦力度越高。
相控陣探頭的應(yīng)用:相控陣采用S掃,即同時(shí)可以擁有許多角度的超聲波,就相當(dāng)于擁有多種角度的探頭同時(shí)工作,所以相控陣無需鋸齒掃查,只要沿著焊縫挪動(dòng)探頭即可,檢測(cè)效率更高。適用于自動(dòng)化生產(chǎn),和批量生產(chǎn)。相控陣可以擁有聚焦功能,而常規(guī)超聲波一般沒有(除了聚焦探頭外),所以相控陣檢測(cè)的靈敏度和分辨率都比常規(guī)超聲檢測(cè)高。相控陣檢測(cè)可以同時(shí)擁有B掃、D掃、S掃和C掃描,可以通過建模,建立一個(gè)三維立體圖形,缺陷顯示非常直觀,哪怕不懂NDT的人都能看明白,而常規(guī)超聲波只能通過波形來分辨缺陷。相控陣探頭按陣列形式通??煞譃榫€形、矩陣形、環(huán)形和扇形等等。
相控陣探頭的應(yīng)用:利用相控陣進(jìn)行小口徑奧氏體管焊縫檢測(cè),這類焊縫都是氣焊的,輪廓是接近垂直的,管焊縫的壁是很薄的,管道之間的空間非常狹小。檢測(cè)這類焊縫要采用手動(dòng)掃查或者小型的掃查器,同時(shí)由于安全方面的原因,在應(yīng)用中是不允許使用射線的。這項(xiàng)應(yīng)用需要快速而可靠的檢測(cè)方法,并且保證所有數(shù)據(jù)被記錄。奧氏體不銹鋼管焊縫的檢測(cè)可以利用兩個(gè)陣列來產(chǎn)生橫波,在掃查上使用線性掃查和并采用編碼器記錄數(shù)據(jù),另外在掃查上也能使用扇掃,并且數(shù)據(jù)以C掃描的形式顯示。利用常規(guī)自動(dòng)超聲技術(shù)檢測(cè)核電站管道焊縫的晶間應(yīng)力腐蝕裂紋需要在焊縫兩側(cè)進(jìn)行至少五次掃查,每一次的掃查方式都是柵格掃查,需要花費(fèi)大量的時(shí)間和人力。相控陣探頭技術(shù)優(yōu)于常規(guī)超聲探頭技術(shù)。北京水浸相控陣探頭批發(fā)
大多數(shù)相控陣探頭與楔塊一起搭配使用。北京水浸相控陣探頭批發(fā)
我們可以將這種較簡(jiǎn)單的相控陣探頭的排列形式想象成包裝為一體的一系列單個(gè)晶片,實(shí)際情況是這些晶片要比常規(guī)探頭小得多,脈沖可以對(duì)這些被編成組的晶片進(jìn)行激勵(lì),以產(chǎn)生可直接進(jìn)行控制的波前。這種“電子聲束形成”的方式可以在不移動(dòng)探頭的情況下高速對(duì)多個(gè)檢測(cè)區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)與分析。相控陣探頭可以有各種尺寸、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(gè)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(huì)復(fù)雜一些,但是與在其它方面設(shè)計(jì)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(huì)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(lì)的晶片個(gè)體。這個(gè)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(gè)保護(hù)性匹配層、一個(gè)背襯層、線纜連接器以及一個(gè)外殼。北京水浸相控陣探頭批發(fā)
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