資源描述：
《超聲相控陣檢測技術(shù).ppt(00001)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、超聲相控陣檢測技術(shù)超聲相控陣綜述超聲相控陣技術(shù)已有近2O多年的發(fā)展歷史，初期主要應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，醫(yī)學(xué)超聲成像中。系統(tǒng)的復(fù)雜性、固體中波動傳播的復(fù)雜性及成本費用高等原因，使其在工業(yè)無損檢測中的應(yīng)用受限制。近年來，超聲相控陣技術(shù)以其靈活的聲束偏轉(zhuǎn)及聚焦性能越來越引起人們的重視。由于壓電復(fù)合材料、納秒級脈沖信號控制、數(shù)據(jù)處理分析、軟件技術(shù)和計算機(jī)模擬等多種高新技術(shù)在超聲相控陣成像領(lǐng)域中的綜合應(yīng)用。使得超聲相控陣檢測技術(shù)得以快速發(fā)展，逐漸應(yīng)用于工業(yè)無損檢測。相控陣國外研究進(jìn)展目前，在國外，以相控陣超聲檢測技術(shù)為代表的新型管道全自動超聲檢測
2、儀已經(jīng)進(jìn)入實用階段，代表了管道焊縫檢測技術(shù)的發(fā)展方向。90年代末，加拿大R/DTECH公司首先將相控陣檢測技術(shù)應(yīng)用于管道探傷領(lǐng)域，開發(fā)了相控陣全自動超聲檢測系統(tǒng)。相控陣超聲檢測系統(tǒng)是通過電子技術(shù)來實現(xiàn)聲束的掃查方向和聚焦深度的控制，可以以同一個探頭來實現(xiàn)不同壁厚、不同材質(zhì)管道焊縫的檢測任務(wù)，克服了常規(guī)多探頭自動超聲檢測系統(tǒng)調(diào)整難度大和探頭適應(yīng)范圍窄以及設(shè)備沉重的缺點。相控陣國內(nèi)研究進(jìn)展2000年8月由中國石油天然氣管道科學(xué)研究院等單位組成了研究開發(fā)實體，于2001年5月在中國石油天然氣集團(tuán)公司申請立項了“大口徑環(huán)焊縫相控陣超聲波無
3、損檢測設(shè)備研制”科技開發(fā)項目，并于2003年3月順利通過了中國石油天然氣集團(tuán)公司的鑒定，該項目的研制成功填補(bǔ)了國內(nèi)空白，達(dá)到了國外同類產(chǎn)品的水平。國內(nèi)的相控陣儀器還沒有商品化；相控陣國內(nèi)應(yīng)用相控陣技術(shù)目前在國內(nèi)真正做到大量應(yīng)用的尚只有西氣東輸工程，在航空系統(tǒng)和核工業(yè)系統(tǒng)等一些部門也有少量的應(yīng)用；西氣東輸：2000年9月在青海湖畔的實驗段中，引進(jìn)的PipeWIZARD相控陣全自動超聲檢測系統(tǒng)。2001年，從西氣東輸一標(biāo)段的實驗段，截至一標(biāo)段主體管線完工時，實際檢測了焊縫6919道，其結(jié)果和射線底片結(jié)果的符合率達(dá)80％以上，還檢出了大
4、量在射線底片上不明顯的未熔合缺陷；科研院所：清華，天津大學(xué)，西安交大，大連理工，上海交通大學(xué)；相控陣的優(yōu)點探頭尺寸更?。粰z測難以接近的部位；檢測速度快，檢測靈活性更強(qiáng)；可實現(xiàn)對復(fù)雜結(jié)構(gòu)件和盲區(qū)位置缺陷的檢測；通過局部晶片單元組合對聲場控制，可實現(xiàn)高速電子掃描，對試件進(jìn)行高速，全方位和多角度檢測；由于以下因素可以節(jié)約系統(tǒng)成本：探頭更少機(jī)械部分少實驗室的相控陣儀器：OminiScan相控陣探頭OminiScan的主要性能有兩個模塊，超聲相控陣，電渦流的模塊；全功能S掃描，A，B，C掃描，圖形直觀，快捷，方便；USB接口，RS-232接
5、口，視頻輸出和以太網(wǎng)接口；數(shù)據(jù)存儲卡，接近計算機(jī)的人機(jī)界面；完整的報告設(shè)置；OminiScan儀器實際檢測的圖片壓電晶片天然石英晶體、一水硫酸鋰晶體、碘酸鋰、鈮酸鋰、鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛(PZT),鈦酸鉛、偏鈮酸鉛和極化的多晶陶瓷等等。最常用：PZT壓電效應(yīng)陣列探頭的基本構(gòu)造1.壓電晶片；2.聲阻尼塊；3.耦合層；4.聲透鏡；5.導(dǎo)線。探頭的幾何外形線形陣1維線形陣2維矩形陣圓形陣1維環(huán)形陣2維扇形陣晶片陣列方向孔徑(A)晶片加工方向?qū)挾?H)單個晶片寬度(e)兩個晶片中心之間的間距(p)相控陣探頭設(shè)計參數(shù)超聲波的掃描和顯示A型顯示：
6、A掃，工業(yè)超聲檢測中應(yīng)用最多，是目前脈沖發(fā)射式探傷儀最基本的顯示方式；熒光屏上縱坐標(biāo)代表發(fā)射回波的幅度，橫坐標(biāo)代表發(fā)射回波的傳播時間，根據(jù)缺陷反射波的幅度和時間確定缺陷的大小和存在的位置。B型顯示：又稱B掃。它以反射回波作為輝度調(diào)制信號，用亮點顯示接收信號，在熒光屏上縱坐標(biāo)表示波的傳播時間，橫坐標(biāo)表示探頭的水平位置，反映缺陷的水平延伸情況；B掃能直觀顯示缺陷在縱截面上的二維特性，獲得截面直觀圖。超聲波的掃描和顯示C型顯示：又稱C掃。以反射回波作為輝度調(diào)制信號，用亮點或者暗點顯示接收信號，缺陷回波在熒光屏上顯示的亮點構(gòu)成被檢測對象中
7、缺陷的平面投影圖；這種顯示方式能給出缺陷的水平投影位置，但不能確定缺陷的深度；一般A掃和C掃結(jié)合：A掃顯示深度信息；C掃顯示缺陷形狀及當(dāng)量信息；超聲軸+掃查軸B掃編碼軸+掃查軸C掃編碼軸+掃查軸C掃超聲波探傷方法共振法；脈沖回波法；穿透法；脈沖回波法原理(超聲相控陣也是基于此原理)：無缺陷有小缺陷有大缺陷超聲相控陣的檢測原理相控陣超聲檢測技術(shù)是通過電子系統(tǒng)控制換能器陣列中的各個陣元，按照一定的延遲時間規(guī)則發(fā)射和接收超聲波，從而動態(tài)控制超聲束在工件中的偏轉(zhuǎn)和聚焦來實現(xiàn)材料的無損檢測方法；相控陣發(fā)射超聲相控陣應(yīng)用許多的單元換能器來產(chǎn)生
8、和接收超聲波波束。通常在一維或多維上排列若干單元換能器組成陣列。利用事先設(shè)計確定好的各自獨立的發(fā)射和時間延遲電路來依次激勵一個或幾個單元換能器，產(chǎn)生具有可控的人為預(yù)定的確定相位的聲波，所有單元換能器在檢測對象中產(chǎn)生的超聲聲場相互干涉迭加，從而得到預(yù)
