相控陣探頭電子束通過交替地發(fā)射線性相控陣給定數(shù)目的元件進行電子轉(zhuǎn)換。這種技術替代了常規(guī)超聲單晶片探頭的機械移動掃查的一種方法。線陣相控陣探頭的優(yōu)點是無需機械運動。相控陣探頭電子束聚焦通過對線性相控陣不同陣元施加對稱的聚焦法則。常規(guī)超聲通常使用幾種探頭來聚焦在不同深度。相控陣探頭電子聚焦的優(yōu)點是通過一個探頭能聚焦在聲場覆蓋的每一個深度。用動態(tài)聚焦快速檢測厚坯的完整體積，電子聚焦還可以補償由于柱面界面引起的聚焦畸變。相控陣探頭電子束通過將聚焦法則應用于線性、圓形或矩陣陣列的不同陣元，通過電子偏轉(zhuǎn)實現(xiàn)線陣和環(huán)陣探頭的2D波束控制，而矩陣陣列允許三維波束控制。這種技術實現(xiàn)使用一個探頭完成多種角度檢測的工作。在復雜幾何形狀件檢測時，這種技術的優(yōu)點可以與電子聚焦的優(yōu)點結(jié)合起來快速檢測。相控陣探頭的頻率越低，穿透力越強。廣東汽車檢測相控陣探頭
相控陣探頭的應用技術：波前形成：如果把單晶探頭看做一個向被測介質(zhì)推動的活塞聲源、單片磁盤、或平板，則其產(chǎn)生的聲波從數(shù)學角度上看可以被定型為從大量點源發(fā)出的聲波的總和。聲束擴散：原則上講，由探頭產(chǎn)生的聲波會沿直線傳播，直到遇到材料介質(zhì)的邊緣。但是如果聲波的聲程長度比其近場距離長，則聲束的直徑還會增加，會像聚光燈的光束一樣發(fā)生擴散。衰減：隨著聲波在介質(zhì)中的傳播，由于聲能在通過材料的微結(jié)構時不能得到完全傳播，由超聲探頭生成的有組織的波前便會衰弱下來。有組織的機械振動(聲能)會轉(zhuǎn)化為無序的機械振動(熱能)，直到不能再探測到波前為止。這個過程被稱為聲衰減。好的相控陣探頭價位相控陣探頭有多種不同的陣列排布形式。
對相控陣延遲的理解：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)過楔塊與耦合層到達工件接觸面所需要的時間，紅色線為各角度聲束的延遲。雖然在儀器初始設置過程中輸入了探頭與楔塊等相關參數(shù)，但是輸入的參數(shù)與實際參數(shù)的誤差，楔塊磨損，掃查角度，耦合劑等因素都會影響實際的延遲數(shù)值。超聲相控陣技術較早應用在醫(yī)療領域,從上個世紀80年代起,超聲相控陣技術開始應用到核電領域。20多年以來,超聲相控陣技術在工業(yè)上的應用范圍越來越普遍,在電力、航空、航天、石化等行業(yè)都能夠看到它的身影。相信隨著相控陣設備價格的不斷下降、人員培訓規(guī)模的日益擴大以及相關標準的逐步建立與完善,工業(yè)相控陣技術的應用會越來越普及。
相控陣探頭根據(jù)以下基本參數(shù)從功能上被分成不同的類別：類型：大多數(shù)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(shù)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(guī)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(zhuǎn)的性能會增強，但是要覆蓋大區(qū)域就需要有更多的晶片，因此費用也會增加。隨著相控陣探頭晶片數(shù)量的增多，聲波聚焦與電子偏轉(zhuǎn)的能力會增強。
相控陣探頭的應用：超聲相控陣是超聲探頭晶片的組合，由多個壓電晶片按一定的規(guī)律分布排列，然后逐次按預先規(guī)定的延遲時間激發(fā)各個晶片，所有晶片發(fā)射的超聲波相控陣形成一個整體波陣面，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或多個探頭系統(tǒng)更大的能力。超聲相控陣檢測技術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)脈沖的不同延遲時間，改變聲波到達(或來自)物體內(nèi)某點時的相位關系，實現(xiàn)焦點和聲束方向的變化，從而實現(xiàn)超聲波相控陣的波束掃描、偏轉(zhuǎn)和聚焦。然后采用機械掃描和電子掃描相結(jié)合的方法來實現(xiàn)圖像成像。相控陣探頭的分辨率會隨著頻率的升高而增強。廣東汽車檢測相控陣探頭
相控陣探頭的聲波散射程度會隨頻率的更加而增強。廣東汽車檢測相控陣探頭
什么是相控陣探頭？陣列是大量的同類物體排列組合的方式。NDT超聲陣列的較簡單的形式應該是以增加檢測的覆蓋范圍和/或提高檢測速度為目的，將一系列單晶探頭排列在一起的形式。以下為應用這種陣列探頭的示例：管件檢測：在探測管件的裂縫與分層缺陷，以及測量管件的總體厚度時經(jīng)常會使用多個探頭。鍛件金屬工件的檢測：在這種檢測中，通常需要使用多個探頭在不同深度聚焦以探測出以帶狀形式排列的細小缺陷。復合材料及金屬檢測：在材料的表面上線性排列多個探頭可以提高對復合材料中的分層缺陷或金屬中的腐蝕的檢測能力。進行這些檢測，不只需要高速、多通道超聲設備帶有適當?shù)拿}沖發(fā)生器、接收器，以及可對每個通道進行處理的邏輯門，還需要將每個探頭仔細固定好，以正確設置檢測區(qū)域。廣東汽車檢測相控陣探頭
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