相控陣超聲波檢測優缺點總結

一、相控陣超聲波探傷技術

1.1 相控陣超聲波探傷基本原理
超聲波相控陣探傷儀主要包括相控陣主機和相控陣探頭,相控陣探頭由多晶片(如8、16、24、32、60、64或128)組成，每個晶片形成一個獨立的發射/接收單元,控制各晶片的激發延遲時間，改變各個晶片發射或者接收超聲波的相位關系，得到所需的聲束，從而實現對超聲方向和焦點深度的改變控制（如圖1）。

 

圖1、不同的激發方式得到不同的聲束

 

控陣技術在無損檢測超聲波探傷中往往會將多個晶片（一般為4、8、16、甚至32 晶片）看作一組，同時激發，形成一個虛擬探頭(如圖2)，通過依次激發各個虛擬探頭實現聲束的電子掃描，即完成聲束的移動是通過時間延遲來實現而不是通過移動探頭來實現(如圖2)。

圖2、4個晶片形成一個虛擬探頭，電子移動的方式實現聲束移動掃描

1.2 相控陣超聲探傷技術特點

傳統超聲探傷儀相比, 便攜式相控陣探傷儀主要有以下特點:
A、 缺陷顯示直觀
實時彩色成像， 包括A、B、C和S-掃描， 便于檢測者直觀的看到缺陷的簡易形狀，便于缺陷判讀，（如圖3）。

 

圖3、S掃描缺陷顯示圖

B、 對復雜結構件檢測更有優勢
由于相控陣超聲波中的波束方向和焦點深度隨著時間的變化在不斷改變， 探頭在同一位置也能對較大角度范圍進行聲束覆蓋， 避免了因接觸面受限帶來的無法通過移動探頭來實現聲束覆蓋的限制（圖4）

 

圖4、探頭放在同一位置即可完成不同角度上的掃查

 

C、 檢測靈敏度高
特別是對細小缺陷檢出率高，同等檢測條件下，相控陣發現細小缺陷的能力比傳
統A掃描高很多，便于檢測者查找細小缺陷或驗收標準嚴格的檢測 （圖5中為Ø1mm的缺陷顯示）。另外對不同方向的缺陷的檢出率也有明顯提高。

圖5、位于同一深度上的Ø1mm缺陷顯示

 

D、 檢測分辨率高
對相鄰兩細小缺陷的分辨率高。在不易從傳統脈沖A掃描波形上區分兩個相鄰細
小缺陷的時候，相控陣能很好的滿足區分相鄰細小缺陷的檢測需求。

 

 

 

圖6、位于不同深度上的Ø1mm缺陷顯示

 

E、 檢測效率高
相控陣技術可以實現線性掃查、扇形掃查和動態深度聚焦，從而同時具備寬波束和多焦點的特性，一次能掃查的區域大。0度線性掃查時，一個相控制能相當于多個常規探頭同時工作。 扇形掃查時，超聲波一次覆蓋區域范圍可根據需要調整(如35°-75°)，容易檢出不同方向、不同位置的缺陷，而傳統的超聲探頭聲束折射角都是固定的（如K1、K2、K3或45 、60°、70°）。

 

圖7、一個相控陣探頭等同于多個常規探頭同時工作

F、 檢測消耗低，節省成本
因為探頭不是和檢測工件直接接觸，而是通過耐磨損的楔塊耦合，工作中磨損消耗的只是楔塊，而不是探頭，因此只需要在楔塊磨損的不能再使用時更換楔塊即可，大大的節省了因直接接觸導致的探頭磨損而需要更換探頭的成本。

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以上就是相控陣超聲波檢測優缺點，常規超聲與相控陣比較