超聲相控陣檢測(cè)原理-聲波掃查方式

超聲相控陣技術(shù)屬于無損檢測(cè)技術(shù)，初期主要用于醫(yī)療領(lǐng)域，隨著技術(shù)的發(fā)展，超聲相控陣設(shè)備已經(jīng)開始應(yīng)用于工業(yè)金屬無損檢測(cè)行業(yè)，特別是高標(biāo)準(zhǔn)金屬如航天航海、燃?xì)馐偷蠕摴堋摪?、氣瓶等檢測(cè)。由于數(shù)字電子和DSP技術(shù)的發(fā)展，使得精確延時(shí)越來越方便，因此近幾年,超聲相控陣技術(shù)發(fā)展的尤為迅速。

超聲相控陣焊縫探傷掃查

用超聲相控陣探頭對(duì)焊縫進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，無需像普通單探頭那樣在焊縫兩側(cè)頻繁地來回前后左右移動(dòng)，而相控陣探頭沿著焊縫長(zhǎng)度方向平行于焊縫進(jìn)行直線掃查，對(duì)焊接接頭進(jìn)行全體積檢測(cè)。該掃查方式可借助于裝有陣列探頭的機(jī)械掃查器沿著精確定位的軌道滑動(dòng)完成，也采用手動(dòng)方式完成，可實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)，檢測(cè)效率非常高。

波束偏轉(zhuǎn)和聚焦原理

在相控陣技術(shù)中就是利用波束的聚焦與偏轉(zhuǎn)來達(dá)到高速掃描的效果，波束偏轉(zhuǎn)的控制也是通過對(duì)各個(gè)陣元的激勵(lì)延遲時(shí)間控制得到的。如果使各個(gè)陣元的延遲時(shí)間成等差數(shù)列，即各個(gè)陣元的觸發(fā)脈沖序列是一個(gè)等差數(shù)列，此時(shí)相控陣探頭發(fā)出的超聲波束的合成波陣面法線與晶陣面成一個(gè)夾角，通過這種方式就可以實(shí)現(xiàn)波束的偏轉(zhuǎn)控制

在相控陣技術(shù)中，為了提高檢測(cè)精度，在波束發(fā)射時(shí)不僅需要控制波束的偏轉(zhuǎn)而且還需要在控制波束偏轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上讓其在需要的深度聚焦，這就是所謂的波束偏轉(zhuǎn)+聚焦控制。在前面聚焦和偏轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)各個(gè)陣元的觸發(fā)脈沖時(shí)序進(jìn)行偏轉(zhuǎn)和聚焦延遲疊加，也即是波束偏轉(zhuǎn)的等差數(shù)列的延遲激勵(lì)和波束聚焦的二次曲線的延遲激勵(lì)進(jìn)行疊加，就可以實(shí)現(xiàn)波束偏轉(zhuǎn)+聚焦控制，以適應(yīng)實(shí)際的探傷要求。此時(shí)相控探頭發(fā)出的超聲波束的合成波陣面是一個(gè)曲面，不僅實(shí)現(xiàn)了聚焦，而且具有一定的方向性[19]。由此可見，在相控陣技術(shù)中，關(guān)鍵點(diǎn)就是對(duì)各個(gè)陣元延遲時(shí)間的控制。