超声相控阵发展
超声相控阵技术已有近20多年的发展历史。初期主要应用于医学领域,医学超声成像中用相控阵换能器快速移动声束对被检的地方成像;大功率超声利用其可控聚焦特性局部升温热疗治癌,使目标组织升温并减少非目标组织的功率吸收.系统的复杂性、固体中波动传播的复杂性及成本费用高等原因使其在工业无损检测中的应用受限。然而随着电子技术和计算机技术的快速发展,超声相控阵技术逐渐应用于工业无损检测,特别是在核工业及航空工业等领域。由于数字电子和DSP技术的发展,使得准确延长时间越来越方便,因此近几年,超声相控阵技术发展的尤为迅速。
超声相控阵扫查方式
用相控阵探头对焊缝进行检测时,无需像普通单探头那样在焊缝两侧频繁地来回前后左右移动,而相控阵探头沿着焊缝长度方向平行于焊缝进行直线扫查,对焊接接头进行全体积检测。该扫查方式可借助于装有阵列探头的机械扫查器沿着准确定位的轨道滑动完成,也采用手动方式完成,可实现快速检测,检测效率非常高。
超声相控阵的角度补偿
传统工业相控阵定量方法不具有角度、声程、晶片增益修正技术,多晶片探头通过楔块入射到工件内部时存在入射点漂移现象和能量分布变化。采用单一入射点校准方式与常规距离-波幅曲线修正,造成的扇形扫查区域中能量分布不均匀及测量误差等问题未能有效解决,如图7 所示。而ISONIC-UPA 相控阵设备具有角度补偿功能,能有效地解决此类问题。
所谓角度补偿就是针对不同的聚焦法则,输入扇形扫查所需的角度范围及入射角度的增量后,晶片可以分别进行角度增益调整,也就是晶片角度增益修正。
有了角度增益补偿设置功能,可以取代传统的通过设置DAC曲线的方法来补偿增益变化。在ASME Case2557 标准中明确指出进行扇形扫描时要进行角度增益补偿。角度增益补偿曲线如图8所示,经过角度补偿后得到的等量化数据。
双晶线阵腐蚀检测用超声相控阵探头的设计开发
根据腐蚀检测的应用需求,依靠多年的相控阵探头开发经验,结合国外先进的解决方案理念,设计开发了国产双晶线阵腐蚀检测相控阵探头,并配合国产的相控阵检测系统,针对国内实际应用环境和需求,开发出应用软件.探头性能指标达到一定的水平,配合软件可以满足国内工业环境中的多种腐蚀检测需求,可以替代国外同类型产品,并更好地满足国内需求。