北京微型相控陣探頭

來源: 發(fā)布時間:2021-11-15

相控陣探頭的應用技術:非垂直界面的反射和模式轉(zhuǎn)換:當在某種材料中傳播的聲波遇到一個介質(zhì)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(jù)斯涅爾定律產(chǎn)生折射。如果第二介質(zhì)的聲速高于第1介質(zhì),則在超出某些特定的角度時,折射現(xiàn)象還會伴有模式轉(zhuǎn)換,常見的轉(zhuǎn)換為縱波模式轉(zhuǎn)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(xiàn)象。隨著在第1個較慢介質(zhì)(如:楔塊或水)中入射角度的增加,在第二個較快介質(zhì)(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(zhuǎn)換為以斯涅爾定律規(guī)定的角度折射的、聲速較低的橫波。相控陣探頭的近場是指接近探頭的區(qū)域。北京微型相控陣探頭

超聲相控陣檢測技術是近年來發(fā)展起來和普遍應用的一項新興無損檢測技術,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序來激發(fā)超聲脈沖信號,使超聲波陣面在聲場中某一點形成聚焦,增強對聲場中微小缺陷檢測的靈敏度,同時,可以利用對陣列的不同激勵時序在聲場中形成不同空間位置的聚焦而實現(xiàn)較大范圍的聲束掃查。因此,在超聲相控陣換能器不移動的前提下就可以實現(xiàn)大范圍內(nèi)高靈敏度的動態(tài)聚焦掃查,這正是超聲相控陣檢測技術的優(yōu)越特點,是常規(guī)超聲檢測不具備的,也是該技術普遍發(fā)展和應用的重要原因。江蘇測厚相控陣探頭現(xiàn)貨用戶對相控陣探頭的類型選擇需要考慮到被測材料的內(nèi)缺陷位置。

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合材料構建,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雜一些,但是與在其它方面設計相似的壓電陶瓷探頭相比,這種復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)的頻率響應的部分。在這種情況下,應該注意的是典型的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系。相控陣探頭的頻率越低,穿透力越強。

相控陣探頭的應用:利用相控陣進行小口徑奧氏體管焊縫檢測,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。檢測這類焊縫要采用手動掃查或者小型的掃查器,同時由于安全方面的原因,在應用中是不允許使用射線的。這項應用需要快速而可靠的檢測方法,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可以利用兩個陣列來產(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)自動超聲技術檢測核電站管道焊縫的晶間應力腐蝕裂紋需要在焊縫兩側(cè)進行至少五次掃查,每一次的掃查方式都是柵格掃查,需要花費大量的時間和人力。大多數(shù)相控陣探頭屬于角度聲束類型。有線相控陣探頭生產(chǎn)廠家

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高出10dB到30dB。北京微型相控陣探頭

相控陣探頭的發(fā)展:超聲相控陣技術初期主要應用于醫(yī)療領域,醫(yī)學超聲成像中用相控陣換能器快速移動聲束對被檢部位成像;大功率超聲利用其可控聚焦特性局部升溫熱療治病,使目標組織升溫并減少非目標組織的功率吸收。較初,系統(tǒng)的復雜性、固體中波動傳播的復雜性及成本費用高等原因使其在工業(yè)無損檢測中的應用受限。然而隨著電子技術和計算機技術的快速發(fā)展,超聲相控陣技術逐漸應用于工業(yè)無損檢測,特別是在核工業(yè)及航空工業(yè)等領域。如核電站主泵隔熱板的檢測;核廢料罐電子束環(huán)焊縫的全自動檢測及薄鋁板摩擦焊縫熱疲勞裂紋的檢測。由于數(shù)字電子和DSP技術的發(fā)展,使得精確延時越來越方便,因此近幾年,超聲相控陣技術發(fā)展的尤為迅速。北京微型相控陣探頭

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