对相控阵延迟的理解:相控阵的超声波脉冲发射装置由探头晶片与楔块组成,延迟激发晶片发射超声波形成扇形声束,各角度的声束经过楔块与耦合层到达工件接触面所需要的时间,红色线为各角度声束的延迟。虽然在仪器初始设置过程中输入了探头与楔块等相关参数,但是输入的参数与实际参数的误差,楔块磨损,扫查角度,耦合剂等因素都会影响实际的延迟数值。超声相控阵技术较早应用在医疗领域,从上个世纪80年代起,超声相控阵技术开始应用到核电领域。20多年以来,超声相控阵技术在工业上的应用范围越来越普遍,在电力、航空、航天、石化等行业都能够看到它的身影。相信随着相控阵设备价格的不断下降、人员培训规模的日益扩大以及相关标准的逐步建立与完善,工业相控阵技术的应用会越来越普及。液浸探头是相控阵探头部分或全部浸入液体中使用的。河南奥氏体检测相控阵探头厂家
相控阵探头的波形持续:波形持续是指每次探头被脉冲触发后生成的波动周期的数量。窄带宽探头要比宽带宽探头生成的波动周期数量多。晶片直径、基底材料、电子调谐、探头激励的方式都会影响波形持续。带宽:带宽是指处于特定波幅范围内的频率响应的部分。在这种情况下,应该注意的是典型的NDT探头不会生成独特频率的声波,而只能在以额定的频率值为中心的频率范围内生成声波。工业标准将这个带宽确定在–6dB(或半波幅)的位置处。灵敏度:灵敏度是指激励脉冲波幅与从指定目标反射的回波波幅之间的关系。河南奥氏体检测相控阵探头厂家水浸相控阵探头的设计目的是与水楔配合使用。
相控阵探头的应用技术:声衰减和声散射的数学理论较为复杂。声束经过特定声程时出现衰减而引起的波幅损失是材料吸收和声波散射共同作用的结果。吸收程度会随着频率的增加而呈线性增加,而散射情况则根据波长对晶粒边界大小的比率,或对其它散射体的比率,在通过3个区域时会发生变化。凹面阵相控阵探头:凹面阵多用于管道的外检测,因其能很好地匹配相同曲率管子的外径,并且其阵列的排列方式有物理聚焦的特点,声束比平面阵列更加容易汇聚。凸面阵能很好地匹配相同曲率管子的内径,但在阵列凸面排列的状态下,声场旁瓣十分明显,特别是小径管中的聚焦声场更容易向空间扩散;凸面阵多用于医学B超超声诊断领域。
超声波相控阵技术的操作步骤:探头盘上装上两个相控阵探头,分别置于焊缝的两侧。使用液压装置将相控阵探头压合在管道的表面上以提高耦合质量。耦合剂是水,由水泵供给,在寒冷的条件下耦合剂使用水—甲醇以防冻结。每个相控阵探头上装有64个线状晶片构成线阵。整个焊缝在用相控阵探头扫查时被分割成许多小的区域,每个区域的深度为1~3mm,分别覆盖焊缝的根部、热影响区、焊肉区和余高区。焊缝检测时,同时从两侧扫查,并覆盖需要检测的所有区域。可以使用脉冲回波法或串列扫查法检测每个焊缝区域。在每个通道内设置有两个闸门,一个对应于回波高度,另一个对应于传播时间。线阵相控阵探头有单线阵和双线阵两种。
相控阵探头比较常用的是线阵探头,这些相控阵探头为直线排列,每个阵元是连接到一个不同的电子通道,根据设计的性能可采用直接或通过多路复用器。每一个阵元可以被开启或不开启。仪器利用电子延时控制各电子通道,发射和接收的信号/形式的换能器阵元。对特定阵元进行延迟相对应的设置,每一个聚焦法则定义了一个不同的波束,它具有特定的方向、聚焦距离和横向分辨率。这种技术要求在相控阵探头阵元之间具有非常低的声学和电交叉耦合影响,这样所有的阵元都可以单独发射。一般采用压电复合材料,能够完全适应这一特点。相控阵探头的频率越高,那么分辨率和聚焦力度就越高。相控阵探头根据设计的性能可采用直接或通过多路复用器。河南奥氏体检测相控阵探头厂家
相控阵探头可以利用0°相控阵探头进行垂直扫查,实现比常规手动更直观的检测结果。河南奥氏体检测相控阵探头厂家
相控阵探头的应用技术:从较基本的意义上说,相控阵系统利用了波动物理学的相位调整原理,即通过改变一系列超声脉冲的发射时间,使阵列中的每个晶片生成的单个波前交汇在一起。这个操作以可以预见的方式加强或减弱声波的能量,从而使声波有效地偏转并形成声束。要达到这个目的,需要以极小的时间差分别对探头的晶片进行脉冲触发。通常将晶片分组进行脉冲发射,每组包含4到32个数量不等的晶片。通过加长孔径的方法,可以减少不希望发生的声束扩散,完成锐利度更强的聚焦,从而有效地提高灵敏度。河南奥氏体检测相控阵探头厂家