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(wú)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(kāi)始應(yīng)用于工業(yè)金屬無(wú)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(lái)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(wú)需像普通單探頭那樣在焊縫兩側(cè)頻繁地來(lái)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(lái)達(dá)到高速掃描的效果,波束偏轉(zhuǎn)的控制也是通過(guò)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(guò)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(jiàn),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。