相控阵探头电子束聚焦通过对线性相控阵不同阵元施加对称的聚焦法则。常规超声通常使用几种探头来聚焦在不同深度。相控阵探头电子聚焦的优点是通过一个探头能聚焦在声场覆盖的每一个深度。用动态聚焦快速检测厚坯的完整体积,电子聚焦还可以补偿由于柱面界面引起的聚焦畸变。相控阵探头电子束通过将聚焦法则应用于线性、圆形或矩阵阵列的不同阵元,通过电子偏转实现线阵和环阵探头的2D波束控制,而矩阵阵列允许三维波束控制。这种技术实现使用一个探头完成多种角度检测的工作。在复杂几何形状件检测时,这种技术的优点可以与电子聚焦的优点结合起来快速检测。根据相控阵探头的功能可将探头划分为接触式、延迟线式、角度声束、或水浸式等类型。天津相控阵探头
双线阵相控阵探头区别于常规的单线阵探头,双线阵采用一边发射另一边的工作模式,提供了传统的超声波双晶探头一样的优点。双线阵相控阵探头在腐蚀测量应用中比单线阵相控阵探头具有更好的近地表分辨率和腐蚀凹坑探测能力,提高了临界壁厚检测的概率。同时,双线阵相控阵探头又具备相控阵探头大声场覆盖和多位置聚焦的特点,改变了传统双晶探头检测范围小的难题,具有更快的扫描速度。双线阵相控阵探头的特点:近表面盲区约1mm;可更换探头楔块,更经济;楔块可内置进水孔优化耦合效果;波束覆盖宽度可达30mm;碳钢的典型检查深度范围为1~80mm。天津相控阵探头定义相控阵探头的重要特征之一是探头的孔径。
相控阵探头能检测出航空复合材料构件中的裂纹及未贴合等缺陷,是一种与水浸技术等效的的检测技术。相控阵探头的创新设计,改变了传统探头的移动方式,拥有更高的检测效率。由于采用相控阵动态聚焦方式,检测灵敏度高,并通过实时成像输出检测结果,实现图像化和可记录。相控阵探头常用于检测面积较大的航空复合材料如飞机复合材料零部件,用常规的超声检测方式进行检测时,难度很大。而用超声相控阵方式进行检测可以在不移动探头的情况下时,通过控制延时来控制超声波束的偏转和聚焦,达到多个角度和不同聚焦深度,从而提高检测效率和准确度,减少了检测人员的工作量。
无损检测用超声相控阵探头阵列主要有线形、面状和环形。其设计基于惠更斯原理。阵列是相控阵探头晶片的组合,在确定不连续性的大小、形状和方向上,它比单个或多个探头系统具有更强的能力。环形相控阵探头不能进行转角控制。例如:一个频率为10MHz的环形相控阵探头,由16个环组成,晶片由压电复合材料制成,较大直径<32mm。可将环形相控阵探头想象成一个圆形的单晶探头,将其切成同轴环形,每片都构成一个单独的探头,这些环上的发射和接收时间用电子系统控制。通过控制各环的时间延迟,产生在不同深度的动态聚焦,可控制整个波阵面的形状和焦点。焦点总是在相控阵探头的轴线上,能相当明显地增加声束向中心轴线的聚焦能力。相控阵探头的声波散射情况会根据波长对晶粒边界大小的比率发生变化。
在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精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。超声相控阵是超声探头晶片的组合,由多个压电晶片按一定的规律分布排列,然后逐次按预先规定的延迟时间激发各个晶片,所有晶片发射的超声波形成一个整体波阵面,能有效地控制发射超声束(波阵面)的形状和方向。由相控阵探头产生的声波会沿直线传播,直到遇到材料介质的边缘。天津相控阵探头
相控阵探头的声波散射情况会对其它散射体的比率发生变化。天津相控阵探头
超声相控阵检测技术是近年来发展起来和普遍应用的一项新兴无损检测技术,其基本原理是利用指定顺利排列的线阵列或面阵列的阵元按照一定时序来激发超声脉冲信号,使超声波阵面在声场中某一点形成聚焦,增强对声场中微小缺陷检测的灵敏度,同时,可以利用对阵列的不同激励时序在声场中形成不同空间位置的聚焦而实现较大范围的声束扫查。因此,在超声相控阵换能器不移动的前提下就可以实现大范围内高灵敏度的动态聚焦扫查,这正是超声相控阵检测技术的优越特点,是常规超声检测不具备的,也是该技术普遍发展和应用的重要原因。天津相控阵探头