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杭州微型相控陣探頭

來源: 發(fā)布時(shí)間:2021-12-27

相控陣探頭的應(yīng)用技術(shù):從較基本的意義上說,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。通過加長孔徑的方法,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。相控陣探頭的聲波散射程度會(huì)隨頻率的更加而增強(qiáng)。杭州微型相控陣探頭

相控陣探頭的應(yīng)用技術(shù):超聲相控陣系統(tǒng)可被用于幾乎任何在傳統(tǒng)意義上可以使用常規(guī)超聲探傷儀的檢測(cè)應(yīng)用中。焊縫檢測(cè)和裂縫探測(cè)為兩項(xiàng)重要的應(yīng)用,因?yàn)樵诎ê娇蘸教?、電力生產(chǎn)、石油化工、金屬坯材和管件商品供應(yīng)、輸運(yùn)管線建造與維護(hù)、結(jié)構(gòu)金屬,以及一般制造業(yè)在內(nèi)的各種工業(yè)領(lǐng)域中都會(huì)用到這兩項(xiàng)檢測(cè)。相控陣技術(shù)還可有效地用于腐蝕測(cè)量應(yīng)用,以縱剖面圖形式表現(xiàn)材料的剩余壁厚。相控陣技術(shù)優(yōu)于常規(guī)超聲技術(shù)之處在于它可以使用單個(gè)探頭組合件中的多個(gè)晶片使聲束進(jìn)行偏轉(zhuǎn)、聚焦和掃查。杭州微型相控陣探頭大多數(shù)相控陣探頭與楔塊一起搭配使用。

相控陣探頭的應(yīng)用發(fā)展:相控陣技術(shù)作為無損檢測(cè)行業(yè)的新興技術(shù),起源于醫(yī)療行業(yè)。80年代中期,隨著復(fù)合壓電材料的發(fā)明,相控陣技術(shù)得到了快速的發(fā)展。90年代初,相控陣技術(shù)作為一種新的無損評(píng)估技術(shù)出現(xiàn)在超聲手冊(cè)和培訓(xùn)手冊(cè)中。90年代末,隨著復(fù)合壓電技術(shù),微加工技術(shù),微電子技術(shù)和計(jì)算技術(shù)的發(fā)展,使得相控陣技術(shù)日趨成熟,尤其是計(jì)算處理能力的增強(qiáng)使得軟件功能得到極大提升。相控陣探傷技術(shù)可普遍用于石油石化、金屬加工制造、航空航天等領(lǐng)域,尤其以石油石化行業(yè)的焊縫檢測(cè)是相控陣技術(shù)應(yīng)用的重點(diǎn)。

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,聲場旁瓣十分明顯,特別是小徑管中的聚焦聲場更容易向空間擴(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。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。

相控陣工作原理:通過軟件可以單獨(dú)控制相控陣探頭中每個(gè)晶片的激發(fā)時(shí)間,從而控制產(chǎn)生波束的角度、聚焦位置和焦點(diǎn)尺寸。技術(shù)優(yōu)勢(shì):1.實(shí)時(shí)彩色成像,包括A/B/C/D和S-掃描,便于缺陷判讀,不會(huì)誤判或漏判缺陷;2.相控陣技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)線性掃查、扇形掃查和動(dòng)態(tài)深度聚焦,從而同時(shí)具備寬波束和多焦點(diǎn)的特性,因此檢測(cè)速度可以更快更準(zhǔn);3、相控陣具有更高的檢測(cè)靈活性,可以實(shí)現(xiàn)其它常規(guī)檢測(cè)技術(shù)所不能實(shí)現(xiàn)的功能,如對(duì)復(fù)雜工件檢測(cè)。4、容易檢測(cè)各種走向、不同位置的缺陷,缺陷檢出率高,檢測(cè)范圍廣,定量、定位精度高。相控陣檢測(cè)可以使用單個(gè)相控陣探頭組合件中的多個(gè)晶片使聲束進(jìn)行偏轉(zhuǎn)、聚焦和掃查。浙江菊花陣相控陣探頭工廠

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。杭州微型相控陣探頭

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),無需象普通單探頭那樣在焊縫兩側(cè)頻繁地前后來回移動(dòng),焊縫長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)代無損檢測(cè)技術(shù)較有發(fā)展前景的技術(shù)之一。根據(jù)國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀總結(jié)出超聲相控陣無損檢測(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)。杭州微型相控陣探頭

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