相控陣成像的基本原理常規超聲儀器和相控陣超聲儀器都使用高頻聲波,核查被測樣件的內部結構或測量樣件的厚度。它們都以物理學中支配聲波傳播的相同的基本法則為基礎。相控陣工作原理:通過軟件可以單獨控制相控陣探頭中每個晶片的激發時間,從而控制產生波束的角度、聚焦位置和焦點尺寸。技術優勢:1.實時彩色成像,包括A/B/C/D和S-掃描,便于缺陷判讀,不會誤判或漏判缺陷;2.相控陣技術可以實現線性掃查、扇形掃查和動態深度聚焦,從而同時具備寬波束和多焦點的特性,因此檢測速度可以更快更準;3、相控陣具有更高的檢測靈活性,可以實現其它常規檢測技術所不能實現的功能,如對復雜工件檢測。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系。河南測距相控陣探頭
相控陣探頭的應用技術:超聲相控陣技術可以檢測電站汽輪機葉根的應力腐蝕裂紋。汽輪機的幾何形狀比較復雜,被檢工件的接觸面有限,在檢測時需要保證缺陷漏檢率越小越好,利用超聲相控陣技術可以根據應用來優化探頭設計,依據聲線追蹤功能來改進掃查工藝,同時還能使用相對較高的探頭頻率,利用CAD覆蓋功能直觀的顯示缺陷的位置,利用扇形掃查可以進行多角度的掃查,因此相比常規超聲來說,檢出率要高,另外由于采用電子掃查取代柵格掃查,因此檢測速度要快得多。長期以來,接管的檢測主要采用常規超聲的方法,由于接管幾何形狀的復雜性需要考慮儀器的設置,接管的壁厚以及曲率效應的影響,加上常規超聲的A掃顯示方式,因此判讀接管缺陷需要耗費大量的時間,國外的研究表明,結合自動掃查架和編碼器,利用相控陣自動掃查接管的內表面和外表面是可行的。河南測距相控陣探頭相控陣探頭的聲場被分為兩個區域:近場和遠場。
相控陣探頭的應用方法有哪些?直接接觸法:直接接觸法通常采用斜探頭進行橫波檢測,檢測面為曲面,應將探頭斜楔嚴格按規程的要求加工成與管子曲面相吻合,利用對比樣管調整檢測靈敏度。通常使用材質與試件相同或相近、外徑壁厚也相同的管材制作,按相關標準制作人工缺陷、調整靈敏度時,將對比樣管內外壁上的人工缺陷回波高度調整到規定高度,進行掃查。管材檢測時,有時采用雙探頭橫波接觸法,兩個探頭相背并列,同時發射、接收管材中的一個缺陷的兩個信號。直接接觸法在檢驗檢疫領域應用較為普遍,對環境條件要求比較低,容易操作,但現場檢驗工作強度較大,速度較慢。
凹面線性相控陣探頭是一種重要的相控陣探頭陣列,在實際應用中往往會起到很好的探測效果,如棒材(或管材)質量的在線檢測問題,常規的超聲檢測方法需要超聲波相控陣探頭或棒材不斷地旋轉,而采用凹面的相控陣探頭,通過陣元之間的不同組合使聲束快速地旋轉并查掃到各個部位。目前,上已有利用凹面相控陣探頭對棒材檢測的商業儀器,主要采取線性查掃和扇形查掃的方式來確定是否存在缺陷。利用凹面線陣,對棒材(或管材)檢測時具有更好的聚焦效果。超聲相控陣檢測的優勢在于,通過軟件還可控制聚焦聲束的角度、聚焦距離以及焦點大小,同時由于掃描的聲束是聚焦產生的,所以能夠檢測到分散在不同角度的裂紋,而且能夠在相控陣探頭不移動或少移動情況下進行快速掃查,提高檢測速度。用戶對相控陣探頭的類型選擇需要考慮到被測材料的內缺陷位置。
相控陣探頭根據以下基本參數從功能上被分成不同的類別:類型:大多數相控陣探頭屬于角度聲束類型,與塑料楔塊、平直塑料靴或延遲塊一起使用。此外,還有直接接觸式探頭和水浸式探頭。頻率:超聲缺陷探測一般使用2MHz到10MHz之間的頻率,因此大多數相控陣探頭都屬于這個頻率范圍。此外,還有頻率更低或更高的探頭。使用常規探頭,穿透性能會隨著頻率的降低而增加,而分辨率及聚焦銳利度會隨著頻率的升高而增強。晶片尺寸:隨著晶片寬度的減小,聲束電子偏轉的性能會增強,但是要覆蓋大區域就需要有更多的晶片,因此費用也會增加。相控陣探頭的波形持續是指每次探頭被脈沖觸發后生成的波動周期的數量。河北相控陣探頭批發
不同的相控陣探頭陣列排布方式將會產生不同的聲場特性。河南測距相控陣探頭
相控陣探頭的應用技術:非垂直界面的反射和模式轉換:當在某種材料中傳播的聲波遇到一個介質不同且與聲波傳播方向成一定角度(角度不為零)的材料時,聲能的一部分會以與入射角度相同的角度反射。與此同時,另一部分在第二種材料中傳播的聲能會根據斯涅爾定律產生折射。如果第二介質的聲速高于第1介質,則在超出某些特定的角度時,折射現象還會伴有模式轉換,常見的轉換為縱波模式轉換為橫波模式。普遍應用的角度聲束檢測技術就是基于這個現象。隨著在第1個較慢介質(如:楔塊或水)中入射角度的增加,在第二個較快介質(如:金屬)中的折射縱波角度也會相應增加。當折射縱波角度接近90度時,越來越多的聲能被轉換為以斯涅爾定律規定的角度折射的、聲速較低的橫波。河南測距相控陣探頭
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