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(lèi)別:類(lèi)型:大多數(shù)相控陣探頭屬于角度聲束類(lèi)型,與塑料楔塊、平直塑料靴(即零度楔塊)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。相控陣探頭的頻率:超聲缺陷探測(cè)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(gè)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(huì)隨著頻率的降低而增加,而分辨率及聚焦銳利度會(huì)隨著頻率的升高而增強(qiáng)。晶片尺寸:隨著晶片寬度的減小,聲束電子偏轉(zhuǎn)的性能會(huì)增強(qiáng),但是要覆蓋大區(qū)域就需要有更多的晶片,因此費(fèi)用也會(huì)增加。常規(guī)縱波超聲相控陣探頭工作的方式如同可發(fā)出高頻機(jī)械振動(dòng)的活塞。四川面陣相控陣探頭售價(jià)
相控陣探頭的應(yīng)用技術(shù):超聲相控陣技術(shù)可以檢測(cè)電站汽輪機(jī)葉根的應(yīng)力腐蝕裂紋。汽輪機(jī)的幾何形狀比較復(fù)雜,被檢工件的接觸面有限,在檢測(cè)時(shí)需要保證缺陷漏檢率越小越好,利用超聲相控陣技術(shù)可以根據(jù)應(yīng)用來(lái)優(yōu)化探頭設(shè)計(jì),依據(jù)聲線追蹤功能來(lái)改進(jìn)掃查工藝,同時(shí)還能使用相對(duì)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(jìn)行多角度的掃查,因此相比常規(guī)超聲來(lái)說(shuō),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(cè)速度要快得多。長(zhǎng)期以來(lái),接管的檢測(cè)主要采用常規(guī)超聲的方法,由于接管幾何形狀的復(fù)雜性需要考慮儀器的設(shè)置,接管的壁厚以及曲率效應(yīng)的影響,加上常規(guī)超聲的A掃顯示方式,因此判讀接管缺陷需要耗費(fèi)大量的時(shí)間,國(guó)外的研究表明,結(jié)合自動(dòng)掃查架和編碼器,利用相控陣自動(dòng)掃查接管的內(nèi)表面和外表面是可行的。四川面陣相控陣探頭售價(jià)相控陣探頭的聲波散射情況會(huì)對(duì)其它散射體的比率發(fā)生變化。
不同陣列排布方式的相控陣探頭:相控陣按陣列形式通??煞譃榫€形、矩陣形、環(huán)形和扇形。相控陣探頭有多種不同的陣列排布形式,其類(lèi)型按陣元排列方式可分為:一維線陣、二維矩陣、環(huán)形陣、扇形陣、凹面陣、凸面陣、雙線型陣等。不同的陣列排布方式將會(huì)產(chǎn)生不同的聲場(chǎng)特性,使相控陣能應(yīng)用于不同工況下的檢測(cè)。20世紀(jì)60年代,相控陣的研究主要局限于實(shí)驗(yàn)室;60年代末70年代初,醫(yī)學(xué)物理學(xué)者將該技術(shù)用于醫(yī)學(xué)人體超聲成像中。2000年后,隨著壓電復(fù)合材料、納秒級(jí)脈沖信號(hào)控制、數(shù)據(jù)處理分析、軟件技術(shù)和計(jì)算機(jī)模擬等多種技術(shù)在超聲相控陣成像領(lǐng)域中的綜合應(yīng)用,超聲相控陣檢測(cè)技術(shù)得以迅速發(fā)展,并逐步應(yīng)用于工業(yè)無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域。
相控陣探頭較常用線陣探頭。這些相控陣探頭為直線排列,每個(gè)陣元是連接到一個(gè)不同的電子通道,根據(jù)設(shè)計(jì)的性能可采用直接或通過(guò)多路復(fù)用器。每一個(gè)陣元可以被開(kāi)啟或不開(kāi)啟。儀器利用電子延時(shí)控制各電子通道,發(fā)射和接收的信號(hào)/形式的換能器陣元。對(duì)特定陣元進(jìn)行延遲相對(duì)應(yīng)的設(shè)置,每一個(gè)聚焦法則定義了一個(gè)不同的波束,它具有特定的方向、聚焦距離和橫向分辨率。這種技術(shù)要求在相控陣探頭陣元之間具有非常低的聲學(xué)和電交叉耦合影響,這樣所有的陣元都可以單獨(dú)發(fā)射。一般采用壓電復(fù)合材料,能夠完全適應(yīng)這一特點(diǎn)。大多數(shù)相控陣探頭與楔塊一起配合使用。
凹面線性相控陣探頭是一種重要的相控陣探頭陣列,在實(shí)際應(yīng)用中往往會(huì)起到很好的探測(cè)效果,如棒材(或管材)質(zhì)量的在線檢測(cè)問(wèn)題,常規(guī)的超聲檢測(cè)方法需要超聲波相控陣探頭或棒材不斷地旋轉(zhuǎn),而采用凹面的相控陣探頭,通過(guò)陣元之間的不同組合使聲束快速地旋轉(zhuǎn)并查掃到各個(gè)部位。目前,上已有利用凹面相控陣探頭對(duì)棒材檢測(cè)的商業(yè)儀器,主要采取線性查掃和扇形查掃的方式來(lái)確定是否存在缺陷。利用凹面線陣,對(duì)棒材(或管材)檢測(cè)時(shí)具有更好的聚焦效果。超聲相控陣檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)在于,通過(guò)軟件還可控制聚焦聲束的角度、聚焦距離以及焦點(diǎn)大小,同時(shí)由于掃描的聲束是聚焦產(chǎn)生的,所以能夠檢測(cè)到分散在不同角度的裂紋,而且能夠在相控陣探頭不移動(dòng)或少移動(dòng)情況下進(jìn)行快速掃查,提高檢測(cè)速度。近場(chǎng)距離是相控陣探頭頻率、晶片大小以及被測(cè)材料的聲速互相作用的一個(gè)函數(shù)。天津水楔塊相控陣探頭價(jià)格
相控陣探頭應(yīng)用系統(tǒng)利用了波動(dòng)物理學(xué)的相位調(diào)整原理。四川面陣相控陣探頭售價(jià)
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。四川面陣相控陣探頭售價(jià)
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