什麼是相控陣超聲波

⑴ 簡述相控陣檢測技術與脈沖反射法手工超聲檢測技術相比具有哪些優點

第一章超聲相控陣檢測技術發展史及優點，1.1超聲相控陣檢測技術的發展史，蘇聯科學家S.J.Slkolov就已經開始了超聲成像的研究，其後由於技術上的種種原因，超聲成像研究進展緩慢，之後隨著電子技術和計算機技術的迅速發展，大大推動了超聲成像的研究和應用，在無損檢測領域，已被發展或正在研究的超聲檢測成像方法主要有以下幾種，1、掃描超聲成像：脈沖超聲回波（實際上是超聲回波通過超聲換能器轉換成電信號的

第一章超聲相控陣檢測技術發展史及優點
1.1 超聲相控陣檢測技術的發展史
20世紀20年代，蘇聯科學家S.J.Slkolov就已經開始了超聲成像的研究。其後由於技術上的種種原因，超聲成像研究進展緩慢。之後隨著電子技術和計算機技術的迅速發展，大大推動了超聲成像的研究和應用。目前，在無損檢測領域，已被發展或正在研究的超聲檢測成像方法主要有以下幾種。
1、掃描超聲成像：脈沖超聲回波（實際上是超聲回波通過超聲換能器轉換成電信號的波形）在顯示屏上可以由不同的顯示方式，包括A型、B型、C型、P型、F型掃描顯示。
2、超聲全息：基於波前重建原理，即通過物波和參考波干涉形成的圖案（全息圖），然後經過反衍射積分的重建過程，獲得物體的圖像。早期的超聲全息模仿光全息原理，使用液面成像方式。目前研究比較活躍的聲全息方法是掃描聲全息，大致分為激光束掃描聲全息和計算機重建聲全息兩類。
3、超聲顯微鏡：利用聲波對物體內部的聲不連續性（如缺陷、力學特性或微觀組織變化等）進行高解析度成像檢測的系統和技術。其原理是用高頻（工作頻率可高達2GHz）超聲波照射樣品，形成樣品的微觀聲學參數分布，能獲得被測物體表面和近表面結構的高解析度圖像。
4、超聲CT：計算機層析超聲成像，它是借鑒X射線CT而發展的超聲成像技術。其用一束超聲波依次沿不同方位角照射物體，並同時檢測物體中目標的散射波（即投影），再由投影來計算反演重建目標的像。目前超聲CT主要有透射型和反射型兩種，而圖像重建也有兩種理論，射線理論和衍射理論。
5、ALOK超聲成像（amplituden and laufzeit orts kurven）技術，即幅度—傳播時間—位置曲線技術。利用幅度—傳播時間—位置曲線，通過傳播時間補償和信號疊加的方法，從回撥信號中識別來自缺陷的回波信息而去除雜訊信號，並可給出用B型顯示的缺陷圖像。
6、衍射傳播時間技術（TOFD）：依靠超聲波和缺陷端部相互作用發出的衍射波來檢出缺陷並對其進行定量的檢測技術，並可給出A型掃描顯示及D掃描、B掃描灰度圖像顯示。
7、合成孔徑聚焦技術（SAFT）：採用小孔徑換能器和較低的工作頻率，以獲得高的空間分辨力的一種超聲檢測技術，能在近場區工作，並能實現三維成像的特點。
8、超聲相控陣成像：通過控制陣列換能器中各個陣元激勵（或接收）脈沖的時間延遲，改變由各陣元發射（或接收）聲波到達（或來自）物體內某點時的相位關系，實現聚焦點和聲束方位的變化，從而完成相控陣波束合成，形成成像掃描線的技術，可給出A型、B型、C型、P型及3D掃描成像。
至今超聲相控陣技術已有近20多年的發展歷史。初期主要應用於醫療領域,醫學超聲（見圖1-1所示）成像中用相控陣換能器快速移動聲束對被檢器官進行成像（見圖1-2所示），而大功率超聲利用其可控聚焦特性局部升溫熱療治癌,使目標組織升溫並減少非目標組織的功率吸收。最初,系統的復雜性、固體中波動傳播的復雜性及成本費用高等原因使其在工業無損檢測中的應用受限。然而隨著電子技術和計算機技術的快速發展,超聲相控陣技術逐漸應用於工業無損檢測。

圖1-1 醫用相控陣設備圖1-2 器官檢查
近年來，超聲相控陣技術以其靈活的聲束偏轉及聚焦性能越來越引起人們的重視。由於壓電復合材料、納秒級脈沖信號可控制、數據處理分析、軟體技術和計算機模擬等高新技術在超聲相控陣成像領域中的綜合應用，使得超聲相控陣檢測技術得以快速發展，逐漸應用於工業無損檢測領域。
在超聲相控陣成像檢測儀器設備方面，國外有以色列SONOTRON NDT公司、加拿大R/D TECH公司、美國GE公司、日本OLYMPUS公司、英國SONATEST公司、英國Technology Design公司等致力研發相控陣檢測系統設備，並且已經在各行各業無損檢測領域得到了成
功地應用。同時國內也有多家公司在對超聲相控陣檢測設備進行研究，如廣州多浦樂電子科技有限公司、汕頭超聲研究所、武漢中科創新技術股份有限公司，且這些設備已逐步投入生產並在市場中得到推廣應用。
1.2超聲相控陣檢測的優點
超聲相控陣檢測與其他無損檢測方法對比具有如下所述的優勢：
1）採用電子方法控制聲束聚焦和掃描，檢測速度成倍提高：
①超聲波束方向可自由變換；
②焦點可以調節甚至實現動態聚焦；
③探頭固定不動便能實現超聲波扇掃或者線掃；

⑵ 相比傳統的超聲設備，超聲波相控陣探傷儀有哪些優點

傳統探傷儀的優點，超聲波相控陣探傷儀也擁有，而且還有更多優點。以奧林巴斯相控陣探傷儀OmniScan X3 為例，OmniScan X3相控陣探傷儀可以實時全聚焦方式包絡處理，可以為缺陷生成高清全聚焦方式圖像，這些圖像缺陷在背景雜訊的襯托下，顯得更為清晰鮮明；4種模式全聚焦方式圖像，讓用戶看到不同聲束模式生成的圖像，綜合在一起進行分析，從而可以確認缺陷的類型，並提高缺陷定量的性能；提供靈敏度的可視化模型，透過屏幕上顯示某個聲波組的效果圖，可看到靈敏度消失的位置，並對掃查計劃進行相應的調整，提前確認區域；配置了多個探頭和聲波組，還有改進的校準功能和驗證工具，能夠迅速投入工作；還有就是操作簡單便捷，容易上手等等。

⑶ 超聲相控陣的發展

超聲相控陣技術已有近20多年的發展歷史。初期主要應用於醫療領域,醫學超聲成像中用相控陣換能器快速移動聲束對被檢器官成像;大功率超聲利用其可控聚焦特性局部升溫熱療治癌,使目標組織升溫並減少非目標組織的功率吸收。最初,系統的復雜性、固體中波動傳播的復雜性及成本費用高等原因使其在工業無損檢測中的應用受限。然而隨著電子技術和計算機技術的快速發展,超聲相控陣技術逐漸應用於工業無損檢測,特別是在核工業及航空工業等領域。如核電站主泵隔熱板的檢測;核廢料罐電子束環焊縫的全自動檢測及薄鋁板摩擦焊縫熱疲勞裂紋的檢測。由於數字電子和DSP技術的發展，使得精確延時越來越方便，因此近幾年,超聲相控陣技術發展的尤為迅速。

⑷ 相控陣超聲波探傷比普通超聲波有哪些優點

超聲波相控陣和常規超聲波檢測得原理相似，都是基於脈沖反射法的原理。所以常規超聲波檢測擁有的優點，相控陣也擁有。
如果相控陣和常規超聲波擁有的優點相同，那沒必要發展相控陣。所以相控陣相對常規超聲波優點還是蠻多的。
（1）相控陣採用S掃，即同時可以擁有許多角度的超聲波，就相當於擁有多種角度的探頭同時工作，所以相控陣無需鋸齒掃查，只要沿著焊縫挪動探頭即可，檢測效率更高。適用於自動化生產，和批量生產。
（2）相控陣可以擁有聚焦功能，而常規超聲波一般沒有（除了聚焦探頭外），所以相控陣檢測的靈敏度和解析度都比常規超聲檢測高。
（3）相控陣檢測可以同時擁有B掃、D掃、S掃和C掃描，可以通過建模，建立一個三維立體圖形，缺陷顯示非常直觀，哪怕不懂NDT的人都能看明白，而常規超聲波只能通過波形來分辨缺陷。
（4）超聲相控陣可以檢測復雜工件，比如可以檢測渦輪葉片的葉根，常規超聲波檢測因為探頭聲束角度單一，存在很大的盲區，造成漏檢。而相控陣可以快速，直觀的檢測。

⑸ 相控陣超聲檢測是直接在焊縫上檢測嗎

相控超聲檢測的話焊縫表面要比較光滑、平整，因為要用探頭掃查焊縫表面。不過我們一般不用相控超聲檢測大型焊縫，因為焊縫組織太不均勻，發生的散射現象太嚴重，我們可以用斜探頭從邊上進行掃查檢測。也可以用TOFD檢測，這種檢測方法針對表面焊縫來說有很好的檢測效果。

⑹ 超聲波相控陣agg及tgg校準指的是什麼

你是說超聲波相控陣ACG和TCG的校準吧。推薦一文《相控陣聲速校準、延遲校準、靈敏度校準、TCG修正方法》解釋的非常清楚，http://www.ndtblog.net/235.html。

⑺ 超聲相控陣。其中，陣列探頭在發射和接收信號時用到了聚焦法則，試問聚焦法則是指得什麼

聚焦法則說起來很簡單，不過做起來挺麻煩的。
你的相控陣應該是一個平面吧，如果在空間中有一點，那麼很多個收發單元都能看到，同時獨立判斷出距離（雷達測距原理），只要知道了距離，就說明目標在以發射單元為球心，以距離為半徑的一個球面上（立體）。這個原理符合所有的發射單位，那麼所有球面最終會聚焦於一個點，這個點就是目標。
可以簡單計算一下，利用一個發射點測量，會獲得一個球面，如果再有一個發射點，會形成第二個球面，並於前一球面相交成一條線，此時如果再增加一個發射點（與前面兩個點不再同一直線上），那麼會再形成一個球面，且與前面的那條交線相交，由於目標點只有一個，所以也只能有一個焦點，那個就是目標。所以只要3個不在同一直線上的點就可以實現測量。如果再增加一個點，就可以提高測量精度了。
你也可以把這個測量發射點想像成椎體的底面頂點，而目標就是錐體在高度上的一個點，如果把發射點與目標連線起來，就相當於一個錐體，最少是三角錐，立方錐就可以提高精度了，如果錐體的棱線越多，精度越高。
這東西只要你有足夠的空間想像能力就沒問題，很簡單的一件事。

⑻ 相控陣超聲波探傷原理

1.實時彩色成像，包括A/B/C/D和S-掃描，便於缺陷判讀，不會誤判或漏判缺陷；
2.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，因此檢測速度可以更快更准；
3、相控陣具有更高的檢測靈活性，可以實現其它常規檢測技術所不能實現的功能，如對復雜工件檢測；
4、容易檢測各種走向、不同位置的缺陷，缺陷檢出率高，檢測范圍廣，定量、定位精度高；
5、掃查裝置簡單，便於操作和維護；使用更便捷，對人體無傷害，對環境無污染；
6、檢測結果受人為因素影響小，數據便於儲存、管理和調用，以及連接電腦列印查看。也可以直接連接滑鼠在儀器上操作。
7、可以節省許多成本費用，一探頭和各角度楔塊的多用處，可以自動生成圖文缺陷報告，若有內部網路可以直接發送質檢報告到數據中心查閱。

⑼ 無損檢測中的超聲檢測可以分為哪幾類

一. 超聲導波
1. 探頭陣列發出一束超聲能量脈沖，此脈沖能沿著整個圓周方向和整個管壁厚度，向遠處傳播，導波傳輸過程中遇到缺陷時，缺陷在徑向截面上有一定的面積，導波會在缺陷處返回一定比例的反射波，因此可由同一探頭陣列檢測出返回信號，根據反射波來發現和判斷缺陷的大小。可檢測出20m到30m內存在的缺陷。
二. 超聲相控陣
1. 超聲相控陣是由多個獨立的壓電晶片按照一定的規律分布排列組合而成，通過控制脈沖的延時間激發各個晶片，改變聲波到達物體內某點時相位關系，實現焦點和聲速方向的變化，從而實現超聲波掃描、偏轉和聚焦，然後採用機械掃描與電子掃描相結合的方法實現圖像成像；簡單來說，超聲相控陣檢測是一個探頭發射超聲波，超聲波打到缺陷上發生反射，另一個探頭接收反射波波，從而檢測出缺陷。
三. 電磁超聲
1. 電磁超聲檢測裝置主要由高頻線圈、外加磁場、試件本身三部分組成，高置於工件表面的高頻線圈通過高頻電流時，工件表面的趨膚層會產生渦流（或感應磁場），此渦流在外加磁場的作用下會像電動機那樣受到機械力，而產生高頻振動，形成超聲波波源。靠電磁效應發射和接收超聲，其能量轉換是在被測件表面趨膚層內直接進行。
四. 激光超聲
1. 激光超聲是一個集光、電、機、算的復雜系統，主要由超聲波的產生和接收兩部分組成，當激光的能量聚焦照射到彈性材料表面時，部分會轉移到材料本身並以熱能和應力波動能的形式表現出來。通過改變激發激光的幾何形狀可以控制能量在材料中的分布以及材料的影響。激光超聲就是利用高能激光脈沖與物質表面的瞬時熱作用，通過熱彈效應在固體表面產生的應變和應力場，使粒子產生波動，進而在物體內部產生超聲波。此檢測技術與試件的形狀、取向均無關系，曲面和復雜的幾何形狀均能檢。
五. 超聲顯微
1. 超聲顯微頻率很高掃描解析度高達1um，其產生原理參考本文中超聲波產生原理及特點，廣泛應用於各種材料內部的微缺陷檢測。需要耦合介質，對樣品表面要求平整。
六. 聲綜合
1. 聲綜合即聲超聲檢測，是一種根據超聲波在構件中傳播時產生的衰減變化對構件損傷實施檢測的方法。主要由激勵探頭和接收探頭構成，是聲發射信號分析與超聲波材料表徵方法的結合。

⑽ 超聲矩陣探頭、面陣探頭、相控陣探頭有什麼區別壓電晶體排列的順序分別是怎樣的市面上有哪些廠家賣

超聲相控陣探頭分為線陣、面陣兩種。
面陣相控陣探頭又有矩陣、環陣等類型。
線陣相控陣探頭中的晶片按照直線方向一維排布，只能實現晶片排列方向上的波束偏轉。
矩陣相控陣探頭中的晶片按照兩個方向排布，可實現兩個方向上的波束偏轉。
環陣相控陣探頭晶片呈同心圓環狀排布，主要實現不同深度的聚焦功能。
另外還有將環陣切割為小型扇陣的，聚焦的同時可實現偏轉。
市場上賣相控陣設備的都賣探頭，國外的主要有：
Olympus(日本) ,GE（美國）,Isonic（以色列）,TD（英國）
國內主要有：
中科，汕超，多浦樂等。