使用相控阵探头与传统超声探头相比,相控阵由于具有聚焦和图像显示的特点,对结构型缺陷检测的可靠性更高。特别是在复合材料检测。相控阵探头的光束可以通过电子方式移动,不移动探头,声场就可以覆盖更大的区域。相控阵探头的声束是可控的,因为相控阵探头由多个小的元件组成,每个小的元件可以在计算机计算的定时单独发射。通过相控阵仪器对每个阵元进行不同的发射定时控制,也称为聚焦法则。通过聚焦法则的控制,声场覆盖的区域能实现各种特定的聚焦方式,检测灵敏度也得到提升。无损检测用超声相控阵探头阵列主要有线形、面状和环形。天津集成楔块相控阵探头品牌
相控阵探头采用多阵元发射和接收超声波波束。线阵或面阵相控阵探头在一维或多维上排列若干换能器组成阵列。利用相控阵仪器软件设定各阵元的发射和时间延迟来依次激励一个或几个阵元,产生具有可控性的预定相位的声波。各阵元产生的超声波在检测对象产生的声场中相互干涉叠加,从而得到预先希望的波束入射角度和焦点位置,形成发射聚焦或声束偏转等效果。高温探头中的压电晶片需选用居里温度较高的铌酸锂(1200℃)、石英(550℃)、钛酸铅(460℃)来制作,外壳与阻尼块为不锈钢,电缆为无机物绝缘体高温同轴电缆,前面壳体与晶片之间采用特殊钎焊使之形成高温耦合层。这种探头可在400~700℃高温下进行探伤。天津集成楔块相控阵探头品牌相控阵探头是由许多单独的晶片构成的。
在超声相控阵成像检测中,要获得分辨率高的声聚焦和清晰的图像,声场的好坏是关键,而声场主要取决于相控阵探头的设计,因此相控阵探头在超声相控阵成像检测中是至关重要的.目前实际检测时,探头多为均匀线阵。均匀线阵的主要参数包括:探头频率、探头阵元数、阵元间距和阵元大小。在分析相控阵探头阵元数之前需要分清探头阵元数、系统通道数和实际检测通道数之间区别。相控阵探头阵元数是指探头可以使用的较大阵元数.而系统独通道数则是系统在检测时可以实际使用的较大通道数。一般探头阵元数小于系统通道数,系统通道数又大于实际检测通道数。
相控阵探头的应用技术:波前形成:如果把单晶探头看做一个向被测介质推动的活塞声源、单片磁盘、或平板,则其产生的声波从数学角度上看可以被定型为从大量点源发出的声波的总和。声束扩散:原则上讲,由探头产生的声波会沿直线传播,直到遇到材料介质的边缘。但是如果声波的声程长度比其近场距离长,则声束的直径还会增加,会像聚光灯的光束一样发生扩散。衰减:随着声波在介质中的传播,由于声能在通过材料的微结构时不能得到完全传播,由超声探头生成的有组织的波前便会衰弱下来。有组织的机械振动(声能)会转化为无序的机械振动(热能),直到不能再探测到波前为止。这个过程被称为声衰减。用户对相控阵探头的类型选择需要考虑到被测材料的表面粗糙度。
相控阵探头根据以下基本参数从功能上被分成不同的类别:类型:大多数相控阵探头属于角度声束类型,与塑料楔块、平直塑料靴或延迟块一起使用。此外,还有直接接触式探头和水浸式探头。频率:超声缺陷探测一般使用2MHz到10MHz之间的频率,因此大多数相控阵探头都属于这个频率范围。此外,还有频率更低或更高的探头。使用常规探头,穿透性能会随着频率的降低而增加,而分辨率及聚焦锐利度会随着频率的升高而增强。晶片尺寸:随着晶片宽度的减小,声束电子偏转的性能会增强,但是要覆盖大区域就需要有更多的晶片,因此费用也会增加。随着晶片宽度的减小,相控阵探头的声束电子偏转的性能会增强。天津集成楔块相控阵探头品牌
液浸探头是相控阵探头部分或全部浸入液体中使用的。天津集成楔块相控阵探头品牌
超声相控阵检测技术已被成功应用于各种焊缝探伤,如航空薄铝板摩擦焊缝的微小缺陷探测。用超声相控阵探头对焊缝进行横波斜探伤时,无需象普通单探头那样在焊缝两侧频繁地前后来回移动,焊缝长度方向的全体积扫查可借助于装有超声相控阵探头的机械扫查器,沿着精确定位的轨道滑动完成,以实现高速探伤。超声相控阵无损检测技术由于其诸多优点,已经成为了现代无损检测技术较有发展前景的技术之一。根据国内外的研究现状总结出超声相控阵无损检测技术的发展技术主要有以下方面:相控阵超声检测声场的建模和仿真、二维超声相控阵探头的设计、超声相控阵检测中的自适应聚焦技术。天津集成楔块相控阵探头品牌