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(shuō)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。較常用的相控陣探頭一般有16到128個(gè)晶片。煙臺(tái)專業(yè)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娇蘸教臁㈦娏ιa(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。山東整圓陣列相控陣探頭廠商隨著相控陣探頭晶片數(shù)量的增多,檢測(cè)所覆蓋的區(qū)域也會(huì)擴(kuò)大。
相控陣探頭的應(yīng)用:超聲相控陣探頭可以檢測(cè)復(fù)雜工件,比如可以檢測(cè)渦輪葉片的葉根,常規(guī)超聲波檢測(cè)因?yàn)樘筋^聲束角度獨(dú)特,存在很大的盲區(qū),造成漏檢。而相控陣探頭可以快速,直觀的檢測(cè)。相控陣探頭可以擁有聚焦功能,而常規(guī)超聲波一般沒(méi)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。相控陣探頭采用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(wú)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)。
相控陣探頭的應(yīng)用:超聲相控陣是超聲探頭晶片的組合,由多個(gè)壓電晶片按一定的規(guī)律分布排列,然后逐次按預(yù)先規(guī)定的延遲時(shí)間激發(fā)各個(gè)晶片,所有晶片發(fā)射的超聲波相控陣形成一個(gè)整體波陣面,能有效地控制發(fā)射超聲束(波陣面)的形狀和方向,能實(shí)現(xiàn)超聲波相控陣的波束掃描、偏轉(zhuǎn)和聚焦。它為確定不連續(xù)性的形狀、大小和方向提供出比單個(gè)或多個(gè)探頭系統(tǒng)更大的能力。超聲相控陣檢測(cè)技術(shù)使用不同形狀的多陣元換能器產(chǎn)生和接收超聲波相控陣束,通過(guò)控制換能器陣列中各陣元發(fā)射(或接收)脈沖的不同延遲時(shí)間,改變聲波到達(dá)(或來(lái)自)物體內(nèi)某點(diǎn)時(shí)的相位關(guān)系,實(shí)現(xiàn)焦點(diǎn)和聲束方向的變化,從而實(shí)現(xiàn)超聲波相控陣的波束掃描、偏轉(zhuǎn)和聚焦。然后采用機(jī)械掃描和電子掃描相結(jié)合的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像成像。相控陣探頭的聚焦銳利度會(huì)隨著頻率的升高而增強(qiáng)。
對(duì)相控陣延遲的理解:相控陣的超聲波脈沖發(fā)射裝置由探頭晶片與楔塊組成,延遲激發(fā)晶片發(fā)射超聲波形成扇形聲束,各角度的聲束經(jīng)過(guò)楔塊與耦合層到達(dá)工件接觸面所需要的時(shí)間,紅色線為各角度聲束的延遲。雖然在儀器初始設(shè)置過(guò)程中輸入了探頭與楔塊等相關(guān)參數(shù),但是輸入的參數(shù)與實(shí)際參數(shù)的誤差,楔塊磨損,掃查角度,耦合劑等因素都會(huì)影響實(shí)際的延遲數(shù)值。超聲相控陣技術(shù)較早應(yīng)用在醫(yī)療領(lǐng)域,從上個(gè)世紀(jì)80年代起,超聲相控陣技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用到核電領(lǐng)域。20多年以來(lái),超聲相控陣技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用范圍越來(lái)越普遍,在電力、航空、航天、石化等行業(yè)都能夠看到它的身影。相信隨著相控陣設(shè)備價(jià)格的不斷下降、人員培訓(xùn)規(guī)模的日益擴(kuò)大以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的逐步建立與完善,工業(yè)相控陣技術(shù)的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越普及。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。安徽凹陣相控陣探頭訂購(gòu)
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。煙臺(tái)專業(yè)相控陣探頭
相控陣探頭的應(yīng)用技術(shù):非垂直界面的反射和模式轉(zhuǎn)換:當(dāng)在某種材料中傳播的聲波遇到一個(gè)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(shí),聲能的一部分會(huì)以與入射角度相同的角度反射。與此同時(shí),另一部分在第二種材料中傳播的聲能會(huì)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(shí),折射現(xiàn)象還會(huì)伴有模式轉(zhuǎn)換,常見(jiàn)的轉(zhuǎn)換為縱波模式轉(zhuǎn)換為橫波模式。普遍應(yīng)用的角度聲束檢測(cè)技術(shù)就是基于這個(gè)現(xiàn)象。隨著在第1個(gè)較慢介質(zhì)(如:楔塊或水)中入射角度的增加,在第二個(gè)較快介質(zhì)(如:金屬)中的折射縱波角度也會(huì)相應(yīng)增加。當(dāng)折射縱波角度接近90度時(shí),越來(lái)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。煙臺(tái)專業(yè)相控陣探頭
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