奧林巴斯相控陣探傷儀超聲探頭
相控陣超聲檢測區(qū)別于其它技術(shù)的特性是可以通過計算機(jī)控制對多晶片探頭中的單個晶片進(jìn)行激勵(波幅和遲)。通過軟件對多個壓電復(fù)合材料晶片的激勵可以生成一條聚焦的超聲聲束,方法是在發(fā)射聲束的過程中動態(tài)更改聲束的參數(shù)
產(chǎn)品簡介
詳細(xì)介紹
奧林巴斯相控陣探傷儀超聲探頭
相控陣超聲檢測區(qū)別于其它技術(shù)的特性是可以通過計算機(jī)控制對多晶片探頭中的單個晶片進(jìn)行激(波幅和延遲)。通過軟件對多個壓電復(fù)合材料晶片的激勵可以生成一條聚焦的超聲聲束,方法是在發(fā)射聲束的過程中動態(tài)更改聲束的參數(shù),如:角度、焦距和焦點大小。要通過相位上的積極干涉生成一條聲束,就要以極小的時間差,分別觸發(fā)探頭的多個活動晶片。同理,從所期望的焦點反射的回波會以可以計算獲得的時間偏移觸碰到探頭的不同晶片。在將每個晶片接收到的回波信號匯總之前,需對這些回波信號進(jìn)行時間偏移計算。匯總的結(jié)果是生成一個A掃描,這個A掃描會突出顯示來自所需焦點的響應(yīng)信號,而弱化來自被測樣件其它部位的信號。
奧林巴斯相控陣系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢特性:
使用軟件控制聲束角度、焦距和焦點大小
要生成一條超聲聲束,就需要在差別極小的不同時間對探頭的不同晶片進(jìn)行脈沖激勵。通過精確控制探頭晶片之間的時間延遲,可以生成具有不同角度、不同焦距及不同焦點大小的聲束。從所期望的焦點反射的回波會以可以計算獲得的時間偏移觸碰到探頭的不同晶片。在將每個晶片接收到的回波信號匯總之前,需對這些回波信號進(jìn)行時間偏移計算。信號匯總的結(jié)果是生成一個A掃描。這個A掃描會突出顯示來自所期望焦點的響應(yīng)信號,而弱化來自材料其它部位的各種回波。
奧林巴斯相控陣探傷儀超聲探頭
使用以電子方式控制的單個小巧的多晶探頭可以完成多角度檢測
常規(guī)UT檢測需要使用多種不同的探頭。而一個單個相控陣(PA)探頭則可以根據(jù)應(yīng)用的要求進(jìn)行配置,以序列方式產(chǎn)生不同的角度和焦點。
對形狀復(fù)雜樣件的檢測
根據(jù)用戶意愿并通過計算機(jī)控制可以生成具有多種聲束角度和聚焦長度的聲束,使用這些聲束可以對形狀復(fù)雜的樣件進(jìn)行檢測,如:渦輪盤、渦輪葉片根部、反應(yīng)器噴嘴等。
無需移動部件而完成高速掃查
雖然相控陣技術(shù)要對來自多晶片探頭的許多信號進(jìn)行處理,但是我們要知道:其所得到的信號是一個標(biāo)準(zhǔn)的射頻(RF)信號(或A掃描),這個信號與任何使用固定角度
探頭的常規(guī)系統(tǒng)得到的信號相同。這個信號與來自常規(guī)UT系統(tǒng)的任何A掃描一樣,可被評
估、處理、過濾并生成圖像。基于A掃描創(chuàng)建的B掃描、C掃描和D掃描,也與常規(guī)系統(tǒng)生成的這類圖像一樣。它們之間的區(qū)別在于相控陣系統(tǒng)可以使用單個探頭完成多角度檢測。多路傳輸還可以在探頭不動的情況下完成掃查:聚焦聲束由一個裝有許多晶片的長相控陣探頭的幾個晶片創(chuàng)建。然
后聲束被移動(或稱多路傳輸)到其它晶片,以在不移動探頭的情況下,沿掃查軸方向?qū)ぜM(jìn)行高速掃查。這樣探頭就可以不同的檢測角度進(jìn)行一次以上的掃查。這個原理可被應(yīng)用到使用線性相控陣探頭進(jìn)行的平面工件檢測,也可被應(yīng)用到使用圓形相控陣探頭進(jìn)行的管材和棒材檢測。
缺陷定位
在手動檢測過程中,實時讀數(shù)對于快速確定反射信號源相對于工件幾何形狀和/或探頭的位置,至關(guān)重要。在檢測過程中,RA、PA、DA和SA讀數(shù)可使用戶實時精確地定位缺陷。
RA:參考點到閘門A中缺陷指示的距離。
PA:探頭前沿到閘門A中缺陷指示的距離。
DA:閘門A中缺陷指示的深度。
SA:到閘門A中缺陷指示的聲程長度。

相控陣探頭

相控陣探頭有各種不同的形狀和尺寸,可用于各種不同的應(yīng)用中。這里以圖示形式對幾種探頭進(jìn)行說明。
典型相控陣探頭的頻率范圍在1 MHz到17 MHz之間,晶片數(shù)量在10個到128個之內(nèi)。奧林巴斯可為戶提供各種各樣使用壓電復(fù)合材料技術(shù)的探頭,完成各種檢測應(yīng)用。這本產(chǎn)品目錄列出了奧林巴斯的標(biāo)準(zhǔn)相控陣探頭。這些探頭被分為3種類型:角度聲束探頭、整合楔塊探頭,以及水浸探頭。我們還可以為用戶設(shè)計其它類型的探頭,以滿足用戶具體應(yīng)用的要求。
線性陣列探頭是工業(yè)應(yīng)用中經(jīng)常用的相控陣探頭。激活探頭孔徑是用于定義相控陣探頭的關(guān)鍵特性之一。
激活孔徑(A)是探頭的總激活長度。孔徑長度使用以
下公式計算:
A = n •p
其中 n = PA探頭中的晶片數(shù)量
p = 晶片間距,即相鄰兩個晶片中心之
間的距離
計算激活孔徑長度更精確的方式是使用以下公式:
A = (n–1)•p + e
其中 e = 晶片寬度,即一個單個壓電復(fù)合材
料晶片的寬度
(其實際值為e < λ/2)
近場(N) 值為特定陣列的可用焦點的最大深度。這個
值通過以下公式計算:
N = D
2f
4c
其中 D = 晶片直徑
f = 頻率
c = 材料聲速
●要計算相控陣探頭的激活(主)軸上的近場值,需使用以
下公式: D = n’ • p,其中n’是聚焦法則中的每個組
的晶片數(shù)量。
●要計算相控陣探頭的被動(次)軸上的近場值,需使用以
下公式:D = 被動寬度值,通常被稱為晶片高度。
自定義探頭
奧林巴斯可根據(jù)用戶的定制要求制造相控陣探頭,以滿足用戶完成特定應(yīng)用及檢測特殊幾何形狀件的需要。要為用戶開發(fā)自行定制的探頭,我們需要了解:
應(yīng)用
●具有可比性的UT單晶探頭
●頻率
●晶片數(shù)量、晶片間距和晶片高度
●陣列形狀(平面還是曲面)
-主動維度上為曲面
-被動維度上為曲面(聚焦)
●探頭類型(角度聲束、水浸、整合楔塊、矩陣)
●所需線纜外皮
●線纜長度
●連接器類型
●外殼限制和/或尺寸限制