怎样使用相控阵?


超声相控阵技术已经在各类无损检测应用中得到广泛应用推广,在众多应用场合已经完全取代传统超声波技术。 例如,相控阵技术已经应用于可记录式焊缝潜在缺陷检测,容器及管道腐蚀C扫描成像,可以实时地对工件的健康状况信息直观呈现,并进行记录。(见下面的视频)。 它们也可用于测量材料和涂层厚度,监测材料特性的变化。 另一个常见的应用是评估螺栓和铆钉的疲劳状态,是否在应用过程中产生了疲劳裂纹。 相控阵也用于检查多层材料的界面脱粘,如复材,蜂窝结构以及异种金属层间焊接等。

电子扫查

电子扫查类似传统超声手动沿一个方向移动探头形成B扫查记录,声束的覆盖范围取决于所选探头孔径尺寸,不需要移动探头即可实现快速E扫描,可以进行深度聚焦和角度偏转,可以使用纵波或横波来完成。

实现原理:沿一个方向依次激励相控阵探头上一部分固定数量晶片作为一个虚拟探头,每个虚拟探头进行脉冲回波检测,实现一组A扫数据的存储,形成E扫图像。

Electronic-Scan

扇形扫查

扇形扫查利用延迟聚焦算法控制探头声束能量相对探头法线进行一定范围内不同角度的偏转与聚焦,可以与角度楔块匹配使用实现更大范围的角度偏转,探头可以在同一个位置实现更大范围的检测。相当常规超声单角度斜入射检测法又不用移动探头,实现数据的记录,实现缺陷二维成像等优势。

实现原理:延迟法则是被激励的孔径中每个阵元精确的激励时间的组合,每个阵元激励一个球形波,多个球形波在特定位置形成能量干涉,综合宏观呈现出声束的合成并有序的偏转。晶片的发射时机决定了每个阵元激励出波前的相对相位,后者直接决定了探头声束偏转的角度与聚焦的深度。

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全聚焦方式 (TFM)

腐蚀测绘应用

该视频显示了使用手动扫查和实时全聚焦方法(TFM)进行腐蚀测绘检查。 该视频显示了TFM和E-扫中使用相同探头位置的不同缺陷(靠近表面的腐蚀,点蚀等)。

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管道内腐蚀

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用 TFM检测的小点腐蚀

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使用TFM检测的腐蚀缺陷