相控阵技术介绍.pptx

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为什么使用相控阵?
不需要移动工件,实现高速电子扫查
通过软件控制波束特征提高检测性能
单个电子控制的相控阵探头实现多角度检测
多种配置:P/E,T/R,TOFD,串列扫查
对于复杂几何体的检测更具灵活性
-最佳的聚焦
-最佳的波束角度
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相控阵技术能够电子修改超声探头的特征。
探头修改是通过在阵列探头中单个晶片的信号发射(触发)和接收(回波)注入时间延时来实现的。
任何用于缺陷检测和测量的UT技术都可用相控阵探头完成
。
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优点
相控阵最显著的特点是可以灵活、便捷而有效地控制声束形状和声压分布。其声束角度、焦柱位置、焦点尺寸及位置在一定范围内连续、动态可调;而且探头内可快速平移声束。因此,与传统超声检测技术相比,相控阵技术的,优势是①用单轴扇形扫查替代栅格形扫查可提高检测速度。②不移动探头或尽量少移动探头可扫100%扫查厚大工件和形状复杂工件的各个区域,是解决可达性差和空间限制问题的有效手段。③通常不需要复杂的扫查装置,不需更换探头就可实现整个体积或所关心区域的多角度多方向扫查,因此在核工业设备检测中可减少受辐照时间。④优化控制焦柱长度、焦点尺寸和声束方向,在分辨力、信噪比、缺陷检出率等方面具有一定的优越性。
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缺点
探头制造复杂,国内目前不能制作
探头一般尺寸较大,受现场条件限制
对检测人员要求高
并不能解决所有问题,也不是进行一次扫查就能发现所有缺陷
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相控阵探头
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相控阵探头是一种晶片的激发时间可以单独调节,以控制声束轴线和焦点等参数的晶片阵列。根据晶片阵列型式不同,主要有1维线性阵列,2维线性阵列,1维环形阵列,2维环形阵列四种形式。
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基本阵列设计
线性阵列(1D)基本上是一个长的常规探头。
切割成许多可以单独激发的小晶片。
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阵列探头的设计参数
探头参数:
频率(f)
阵列中晶片的数量(n)
控制或激活方向上总的孔径(A)
高度,在机械轴或次轴方向上的孔径(H)
间距,两个相邻晶片的中心间距(p)
单个晶片的宽度(e)
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合成探头技术
PA探头基于合成技术,从合成探头获得的信噪比比压电陶瓷材料高10-30dB。
压电合成探头使用薄陶瓷棒放在聚合体内而制成。
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