超聲相控陣檢測原理-聲波掃查方式

超聲相控陣技術屬于無損檢測技術，初期主要用于醫(yī)療領域，隨著技術的發(fā)展，超聲相控陣設備已經(jīng)開始應用于工業(yè)金屬無損檢測行業(yè)，特別是高標準金屬如航天航海、燃氣石油等鋼管、鋼板、氣瓶等檢測。由于數(shù)字電子和DSP技術的發(fā)展，使得精確延時越來越方便，因此近幾年,超聲相控陣技術發(fā)展的尤為迅速。

超聲相控陣焊縫探傷掃查

用超聲相控陣探頭對焊縫進行檢測時，無需像普通單探頭那樣在焊縫兩側頻繁地來回前后左右移動，而相控陣探頭沿著焊縫長度方向平行于焊縫進行直線掃查，對焊接接頭進行全體積檢測。該掃查方式可借助于裝有陣列探頭的機械掃查器沿著精確定位的軌道滑動完成，也采用手動方式完成，可實現(xiàn)快速檢測，檢測效率非常高。

波束偏轉(zhuǎn)和聚焦原理

在相控陣技術中就是利用波束的聚焦與偏轉(zhuǎn)來達到高速掃描的效果，波束偏轉(zhuǎn)的控制也是通過對各個陣元的激勵延遲時間控制得到的。如果使各個陣元的延遲時間成等差數(shù)列，即各個陣元的觸發(fā)脈沖序列是一個等差數(shù)列，此時相控陣探頭發(fā)出的超聲波束的合成波陣面法線與晶陣面成一個夾角，通過這種方式就可以實現(xiàn)波束的偏轉(zhuǎn)控制

在相控陣技術中，為了提高檢測精度，在波束發(fā)射時不僅需要控制波束的偏轉(zhuǎn)而且還需要在控制波束偏轉(zhuǎn)的基礎上讓其在需要的深度聚焦，這就是所謂的波束偏轉(zhuǎn)+聚焦控制。在前面聚焦和偏轉(zhuǎn)的基礎上，對各個陣元的觸發(fā)脈沖時序進行偏轉(zhuǎn)和聚焦延遲疊加，也即是波束偏轉(zhuǎn)的等差數(shù)列的延遲激勵和波束聚焦的二次曲線的延遲激勵進行疊加，就可以實現(xiàn)波束偏轉(zhuǎn)+聚焦控制，以適應實際的探傷要求。此時相控探頭發(fā)出的超聲波束的合成波陣面是一個曲面，不僅實現(xiàn)了聚焦，而且具有一定的方向性[19]。由此可見，在相控陣技術中，關鍵點就是對各個陣元延遲時間的控制。