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相控阵探伤工作原理简单介绍

近年来,超声相控阵技术以其灵活的声束偏转及聚焦性能越来越引起人们的重视。由于压电复合材料、电子技术和计算机技术的快速发展,使超声相控阵技术得以快速发展,同时设备成本开始逐渐下降。超声相控阵技术已应用于工业无损检测,如对汽轮机叶片(根部)和涡轮圆盘的检测、石油天然气管道环焊缝检测、火车轮轴检测、核电站主泵隔热板的检测、核废料罐电子束环焊缝的全自动检测和航空工业中薄铝板摩擦焊焊缝热疲劳裂纹的检测等。
超声相控阵技术可以产生和常规超声波相同的声束和角度,但它与常规超声检测不同的是能精确的以电子方式控制声束的角度和焦点尺寸。超声相控阵技术的应用始于20世纪60年代,是借鉴相控阵雷达技术的原理而发展起来的,初期主要应用于医疗领域,如医学b超成像中用相控阵换能器快速移动声束对被检器官成像。由于相控阵系统的复杂性、固体中波动传播的复杂性、成本费用高以及市场相对较小等原因使其在工业无损检测中的应用受限。
超声相控阵系统由超声阵列换能器和相应的电子控制系统组成。超声阵列换能器由许多小的压电晶片( 阵元) 按照一定形状排列而成的,其内部的各阵元可以独立进行超声发射或接收。在相控阵超声发射状态下,阵列换能器中各个阵元按照一定延时规律顺序激发,产生的超声发射子波束在空间合成,形成聚焦点和指向性。改变各阵元激发的延时规律,可以改变焦点位置和波束指向,形成在一定空间范围内的扫描聚焦。
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