相控阵技术与功能介绍2013版2

Y型接头（典型工艺设定）：1、采用电子方法控制声束聚焦和扫描，检测速度成倍提高：①超声波束方向可自由变换；②焦点可以调节甚至实现动态聚焦；③探头固定不动便能实现超声波扇扫或者线扫；④相控阵技术可进行电子扫描，比通常的光栅扫描快一个数量等级；2、具有良好的声束可达性，能对复杂几何形状的工件进行探查：⑤用一个相控阵探头，就能涵盖多种应用，不象普通超声探头应用单一有限；⑥对某些检测，可接近性是“拦路虎”，而对相控阵，只需用一小巧的阵列探头，就能完成多个单探头分次往复扫查才能完成的检测任务；3、通过优化控制焦点尺寸、焦区深度和声束方向，可使检测分辨力、信噪比和灵敏度等性能得到提高；5、通过文件装载和校准就能进行配置，通过预置文件就能完成不同参数调整；6、检测结果能够成像记录，可离线数据分析。7、通常不需要辅助扫查装置，探头不与工件直接接触，数据以电子文件格式存储，操作灵活简便且成本低。相控阵技术的特点及优势检测对比：TOFD检测时，对近表面直通波盲区内和根部偏心声程曲线盲区内的缺陷采用相控阵检测，从图象中可以清晰发现并进行测量。6mm薄壁焊缝TOFD检测，盲区大且分辨率低。另外，由于相控阵采用多单元共用同一脉冲激发器，所有单元共同占用输出电压能量及重复频率等系统资源，因此对系统性能要求较高。新一代相控阵系统采用双极脉冲方波的始脉冲激发器，可在大范围内优化脉冲信号的宽度和幅度，与传统单相方波相控阵系统相比，信号激发频率提高一倍、信号连续性更好、激发能量更强更稳定、明显改善了信噪比。新一代相控阵系统的始脉冲峰值输出电压通常应达到400V，重复频率应达到5000Hz。RB-3试块（170mm）500mm500mm深度聚焦¢1mm孔扇扫成像LOGO真实几何结构成像技术：解决复杂几何构件检测难题；现场实时生成几何形状图象；轻松指出缺陷真实特征位置；成像由各声束A扫数据生成；实际检测结合工艺轨迹追踪；可用于所有形式的焊缝检测；同步显示A、B、S、C、D、P、3D扫描数据。型接头：T型接头：Y型接头：21STtg12W1——焊缝表面余高W2——焊缝根部高度T——支管壁厚Y型接头：Y型接头：相控阵探头参数选择总结：检测焊接接头时相控阵探头参数选择推荐表工件厚度（㎜）相控阵探头一次激发的晶片数（个）主动孔径（㎜）标称频率（MHz）8～15167.97.515～80167.9580～1703215.95170～20032205参考试块的选择参考试块用于检测校准的试块。例如JB/T4730.3-2005中的CSK-ⅡA及CSK-ⅢA试块。RB-3试块也是用于校准的参考试块。这些试块仅能适用于检测工件厚度小于等于100mm的焊缝，工件厚度大于100mm的焊缝要另行设计试块。DAC曲线的制作DAC曲线制作与常规超声检测制作DAC曲线一致。距离—波幅曲线制作：调节“增益”，使第一个反射体的最大波高达到满屏高度的80%（误差为±5%），该波高为基准波高；然后保持灵敏度不变，依次探测其他反射体，找到最大反射波高；将不同的深度及其对应的最大波高连接起来，即可成为距离—波幅曲线。制作完DAC曲线后，再进行扇形范围内的角度补偿。得到扇形角度范围内的一系列DAC曲线。DAC曲线需要注意以下几点：（1）制作DAC曲线时，一般选择扇形扫查范围内的中间角度制作DAC曲线。（2）最大声程处反射体波高不得低于满屏高度的20%。低于此值应分开制作DAC曲线。即按一次波和二次波分开制作。例如检测工件厚度为30mm的焊缝，检测采用一次波和二次波检测。因此制作DAC曲线时必须达到60mm深孔的位置，也就是说60mm深孔的波高不得低于满屏高度的20%。如果低于20%，则按一波和二次波分开制作DAC曲线。如果不分开制作，用一次波灵敏度检测，对二次波检测范围灵敏度不够，会漏检。如果用二次波灵敏度检测，对于一次波检测范围灵敏度过高，成像质量极差，定量偏差很大。（3）在大于近场长度（N），应用DAC曲线与常规超声检测相同（4）如果采用聚焦声束检测，只有在焦柱长度范围内对应的深度范围应用DAC曲线是有效的。五扇形扫查角度范围的选择扇形角度范围选择原则：（1）扇扫起始角度必须大于第一临界角对应的折射角。根据折射定律计算第一临界角1。例如楔块声速为2337m/s，，钢中纵波声速为5950m/s，钢中横波声速为3230m/s。1=23.1°，再计算出折射角β，β=32.8°。所以扇扫起始角度大于32.8°。（2）扇扫角度范围不要过大，过大会出现栅瓣，产生鬼影。（3）扇形角度范围一般为38°-70°。大于70°受温度影响严重。特殊情况也可设置为35°-80°。图10是楔块材料为有机玻璃计算出来的角度。（4）扇形角度范围一般要根据检测对象来确定：◆扇形角度范围选择可根据设备中的理论计算软件来设置，通过演示看是否合理，见下图所示。◆理论软件中焊缝宽度参数的输入，要在实际焊缝上测量后再输入。有机玻璃/钢界面上的声压往复透射率◆如果可以在被检焊缝两侧扫查，角度范围要小些。因为范围太大，角度增益补偿大。影像重叠部分大。左图的设置角度范围太大，重叠部分也大，造成图像叠加，就不如图13设置。但是这两种设置不如按一次波和二次波分开设置合理。扇形角度范围为35°-80°扇形角度范围为35°-75°（a）一次波扇形角度范围为50°-75°（b）二次波扇形角度范围为35°-55°将一次波和二次波分开设置LOGOLOGO主要应用于平板对接焊缝及管道环焊缝检测（基于DAC/TCG曲线的检测）LOGOLOGO主要应用于容器、管道纵缝检测（基于DAC/TCG曲线的检测）LOGOLOGO主要应用于电阻焊焊缝和电阻焊对焊检测，也可应用于平板对接焊缝及管道环焊缝检测。（基于TCG曲线的检测）LOGO主要应用于电阻焊焊缝和电阻焊对焊检测，也可应用于平板对接焊缝及管道环焊缝检测。（基于TCG曲线的检测）LOGO可满足T型/K型/Y型等特殊形式焊缝的检测（基于DAC/TCG曲线的检测）LOGOLOGO对管板及板板角形焊接焊缝进行检测（基于DAC/TCG曲线的检测）LOGO对容器蝶形封头或者直管弯管对接焊缝进行检测。在直管或弯管部分都可进行检测，或在容器内壁外壁亦都可进行检测。（基于DAC/TCG曲线的检测）LOGOLOGO主要应用于管板插接焊缝进行检测。（基于DAC/TCG曲线的检测）LOGOLOGO主要应用于管管插接焊缝进行检测。（基于DAC/TCG曲线的检测）LOGO裂纹深度裂纹高度实现对裂纹尖端精确测量，压力容器、大厚壁管道等多种工件的内外表面开口裂纹、内部裂纹、垂直裂纹等检测。探头发出纵波入射至工件内部，通过接收到的底波和直通波（衍射波）信号时间，自动精确计算裂纹深度。LOGO5mm线切割槽LOGO对已发现缺陷进行评估，确定面积形缺陷，还是体积形缺陷。面积性缺陷(Kls–20dB)/体积性缺陷(Kls–30dB)LOGO利用相控阵探头的多次波功能，使声束跨越障碍物，检测障碍物另外一侧的工件。LOGO线性或扇形水平扫描，基于对母材全壁厚区域检测的面性成像扫描技术。使用线阵探头匹配水平斜楔块，生成和接收导波、表面波、兰姆波或横波。可以通过电子扫描，使阵列孔径改变其方位。典型应用：板材面积成像、铝板、薄板、航空材料等的快速检测。LOGO实心/空心：轴/棒/筒类母材周向扫描。轧辊、转子、汽轮机轴、高压容器、管道等。用途：运转载荷大、高温使得疲劳裂纹快速发展，需长期监控频繁检测，传统方法需要通过很多检测点，效率低、容易漏检、无法整体描述缺陷。LOGO异形复合材料用在航空航天很多部件上，外形复杂转角多，费时费力，最难检测。LOGO多项扫描技术：通过对线阵探头的晶片组进行控制，可以同时执行多种不同的扫查模式。各种模式的滤波设置相同。几何尺寸（厚度，坡口，曲率）设置、探头位置、声速等全部一致。LOGO通过二维面阵探头实现真正的3D直观检测。主要应用于难于探测或无探头移动位置的检测，通过扫查声束的二维方向摆动实现扫查结果3D直观显示。面阵检测前提：支持与接收通道数一样多的激发通道数量。3D波束立体指向、覆盖、聚焦，记录所有A超数据，真实三维位置成像。通过二维面阵探头实现真正的3D直观检测。主要应用于焊缝难于检测的位置或无探头移动位置的检测，通过扫查声束的二维方向摆动实现扫查结果3D直观显示。LOGO一维线阵探头面阵探头3D实时成像一维环阵探头两维面阵探头直入射斜入射平底孔未融合LOGO自动化组合模式PA相控阵TOFDPE多探头TOF图谱状态监控256：256LOGO评价：LOGO北京邹展麓城科技有限公司