什么是相控阵超声波

⑴ 简述相控阵检测技术与脉冲反射法手工超声检测技术相比具有哪些优点

第一章超声相控阵检测技术发展史及优点，1.1超声相控阵检测技术的发展史，苏联科学家S.J.Slkolov就已经开始了超声成像的研究，其后由于技术上的种种原因，超声成像研究进展缓慢，之后随着电子技术和计算机技术的迅速发展，大大推动了超声成像的研究和应用，在无损检测领域，已被发展或正在研究的超声检测成像方法主要有以下几种，1、扫描超声成像：脉冲超声回波（实际上是超声回波通过超声换能器转换成电信号的

第一章超声相控阵检测技术发展史及优点
1.1 超声相控阵检测技术的发展史
20世纪20年代，苏联科学家S.J.Slkolov就已经开始了超声成像的研究。其后由于技术上的种种原因，超声成像研究进展缓慢。之后随着电子技术和计算机技术的迅速发展，大大推动了超声成像的研究和应用。目前，在无损检测领域，已被发展或正在研究的超声检测成像方法主要有以下几种。
1、扫描超声成像：脉冲超声回波（实际上是超声回波通过超声换能器转换成电信号的波形）在显示屏上可以由不同的显示方式，包括A型、B型、C型、P型、F型扫描显示。
2、超声全息：基于波前重建原理，即通过物波和参考波干涉形成的图案（全息图），然后经过反衍射积分的重建过程，获得物体的图像。早期的超声全息模仿光全息原理，使用液面成像方式。目前研究比较活跃的声全息方法是扫描声全息，大致分为激光束扫描声全息和计算机重建声全息两类。
3、超声显微镜：利用声波对物体内部的声不连续性（如缺陷、力学特性或微观组织变化等）进行高分辨率成像检测的系统和技术。其原理是用高频（工作频率可高达2GHz）超声波照射样品，形成样品的微观声学参数分布，能获得被测物体表面和近表面结构的高分辨率图像。
4、超声CT：计算机层析超声成像，它是借鉴X射线CT而发展的超声成像技术。其用一束超声波依次沿不同方位角照射物体，并同时检测物体中目标的散射波（即投影），再由投影来计算反演重建目标的像。目前超声CT主要有透射型和反射型两种，而图像重建也有两种理论，射线理论和衍射理论。
5、ALOK超声成像（amplituden and laufzeit orts kurven）技术，即幅度—传播时间—位置曲线技术。利用幅度—传播时间—位置曲线，通过传播时间补偿和信号叠加的方法，从回拨信号中识别来自缺陷的回波信息而去除噪声信号，并可给出用B型显示的缺陷图像。
6、衍射传播时间技术（TOFD）：依靠超声波和缺陷端部相互作用发出的衍射波来检出缺陷并对其进行定量的检测技术，并可给出A型扫描显示及D扫描、B扫描灰度图像显示。
7、合成孔径聚焦技术（SAFT）：采用小孔径换能器和较低的工作频率，以获得高的空间分辨力的一种超声检测技术，能在近场区工作，并能实现三维成像的特点。
8、超声相控阵成像：通过控制阵列换能器中各个阵元激励（或接收）脉冲的时间延迟，改变由各阵元发射（或接收）声波到达（或来自）物体内某点时的相位关系，实现聚焦点和声束方位的变化，从而完成相控阵波束合成，形成成像扫描线的技术，可给出A型、B型、C型、P型及3D扫描成像。
至今超声相控阵技术已有近20多年的发展历史。初期主要应用于医疗领域,医学超声（见图1-1所示）成像中用相控阵换能器快速移动声束对被检器官进行成像（见图1-2所示），而大功率超声利用其可控聚焦特性局部升温热疗治癌,使目标组织升温并减少非目标组织的功率吸收。最初,系统的复杂性、固体中波动传播的复杂性及成本费用高等原因使其在工业无损检测中的应用受限。然而随着电子技术和计算机技术的快速发展,超声相控阵技术逐渐应用于工业无损检测。

图1-1 医用相控阵设备图1-2 器官检查
近年来，超声相控阵技术以其灵活的声束偏转及聚焦性能越来越引起人们的重视。由于压电复合材料、纳秒级脉冲信号可控制、数据处理分析、软件技术和计算机模拟等高新技术在超声相控阵成像领域中的综合应用，使得超声相控阵检测技术得以快速发展，逐渐应用于工业无损检测领域。
在超声相控阵成像检测仪器设备方面，国外有以色列SONOTRON NDT公司、加拿大R/D TECH公司、美国GE公司、日本OLYMPUS公司、英国SONATEST公司、英国Technology Design公司等致力研发相控阵检测系统设备，并且已经在各行各业无损检测领域得到了成
功地应用。同时国内也有多家公司在对超声相控阵检测设备进行研究，如广州多浦乐电子科技有限公司、汕头超声研究所、武汉中科创新技术股份有限公司，且这些设备已逐步投入生产并在市场中得到推广应用。
1.2超声相控阵检测的优点
超声相控阵检测与其他无损检测方法对比具有如下所述的优势：
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；

⑵ 相比传统的超声设备，超声波相控阵探伤仪有哪些优点

传统探伤仪的优点，超声波相控阵探伤仪也拥有，而且还有更多优点。以奥林巴斯相控阵探伤仪OmniScan X3 为例，OmniScan X3相控阵探伤仪可以实时全聚焦方式包络处理，可以为缺陷生成高清全聚焦方式图像，这些图像缺陷在背景噪声的衬托下，显得更为清晰鲜明；4种模式全聚焦方式图像，让用户看到不同声束模式生成的图像，综合在一起进行分析，从而可以确认缺陷的类型，并提高缺陷定量的性能；提供灵敏度的可视化模型，透过屏幕上显示某个声波组的效果图，可看到灵敏度消失的位置，并对扫查计划进行相应的调整，提前确认区域；配置了多个探头和声波组，还有改进的校准功能和验证工具，能够迅速投入工作；还有就是操作简单便捷，容易上手等等。

⑶ 超声相控阵的发展

超声相控阵技术已有近20多年的发展历史。初期主要应用于医疗领域,医学超声成像中用相控阵换能器快速移动声束对被检器官成像;大功率超声利用其可控聚焦特性局部升温热疗治癌,使目标组织升温并减少非目标组织的功率吸收。最初,系统的复杂性、固体中波动传播的复杂性及成本费用高等原因使其在工业无损检测中的应用受限。然而随着电子技术和计算机技术的快速发展,超声相控阵技术逐渐应用于工业无损检测,特别是在核工业及航空工业等领域。如核电站主泵隔热板的检测;核废料罐电子束环焊缝的全自动检测及薄铝板摩擦焊缝热疲劳裂纹的检测。由于数字电子和DSP技术的发展，使得精确延时越来越方便，因此近几年,超声相控阵技术发展的尤为迅速。

⑷ 相控阵超声波探伤比普通超声波有哪些优点

超声波相控阵和常规超声波检测得原理相似，都是基于脉冲反射法的原理。所以常规超声波检测拥有的优点，相控阵也拥有。
如果相控阵和常规超声波拥有的优点相同，那没必要发展相控阵。所以相控阵相对常规超声波优点还是蛮多的。
（1）相控阵采用S扫，即同时可以拥有许多角度的超声波，就相当于拥有多种角度的探头同时工作，所以相控阵无需锯齿扫查，只要沿着焊缝挪动探头即可，检测效率更高。适用于自动化生产，和批量生产。
（2）相控阵可以拥有聚焦功能，而常规超声波一般没有（除了聚焦探头外），所以相控阵检测的灵敏度和分辨率都比常规超声检测高。
（3）相控阵检测可以同时拥有B扫、D扫、S扫和C扫描，可以通过建模，建立一个三维立体图形，缺陷显示非常直观，哪怕不懂NDT的人都能看明白，而常规超声波只能通过波形来分辨缺陷。
（4）超声相控阵可以检测复杂工件，比如可以检测涡轮叶片的叶根，常规超声波检测因为探头声束角度单一，存在很大的盲区，造成漏检。而相控阵可以快速，直观的检测。

⑸ 相控阵超声检测是直接在焊缝上检测吗

相控超声检测的话焊缝表面要比较光滑、平整，因为要用探头扫查焊缝表面。不过我们一般不用相控超声检测大型焊缝，因为焊缝组织太不均匀，发生的散射现象太严重，我们可以用斜探头从边上进行扫查检测。也可以用TOFD检测，这种检测方法针对表面焊缝来说有很好的检测效果。

⑹ 超声波相控阵agg及tgg校准指的是什么

你是说超声波相控阵ACG和TCG的校准吧。推荐一文《相控阵声速校准、延迟校准、灵敏度校准、TCG修正方法》解释的非常清楚，http://www.ndtblog.net/235.html。

⑺ 超声相控阵。其中，阵列探头在发射和接收信号时用到了聚焦法则，试问聚焦法则是指得什么

聚焦法则说起来很简单，不过做起来挺麻烦的。
你的相控阵应该是一个平面吧，如果在空间中有一点，那么很多个收发单元都能看到，同时独立判断出距离（雷达测距原理），只要知道了距离，就说明目标在以发射单元为球心，以距离为半径的一个球面上（立体）。这个原理符合所有的发射单位，那么所有球面最终会聚焦于一个点，这个点就是目标。
可以简单计算一下，利用一个发射点测量，会获得一个球面，如果再有一个发射点，会形成第二个球面，并于前一球面相交成一条线，此时如果再增加一个发射点（与前面两个点不再同一直线上），那么会再形成一个球面，且与前面的那条交线相交，由于目标点只有一个，所以也只能有一个焦点，那个就是目标。所以只要3个不在同一直线上的点就可以实现测量。如果再增加一个点，就可以提高测量精度了。
你也可以把这个测量发射点想象成椎体的底面顶点，而目标就是锥体在高度上的一个点，如果把发射点与目标连线起来，就相当于一个锥体，最少是三角锥，立方锥就可以提高精度了，如果锥体的棱线越多，精度越高。
这东西只要你有足够的空间想象能力就没问题，很简单的一件事。

⑻ 相控阵超声波探伤原理

1.实时彩色成像，包括A/B/C/D和S-扫描，便于缺陷判读，不会误判或漏判缺陷；
2.相控阵技术可以实现线性扫查、扇形扫查和动态深度聚焦，从而同时具备宽波束和多焦点的特性，因此检测速度可以更快更准；
3、相控阵具有更高的检测灵活性，可以实现其它常规检测技术所不能实现的功能，如对复杂工件检测；
4、容易检测各种走向、不同位置的缺陷，缺陷检出率高，检测范围广，定量、定位精度高；
5、扫查装置简单，便于操作和维护；使用更便捷，对人体无伤害，对环境无污染；
6、检测结果受人为因素影响小，数据便于储存、管理和调用，以及连接电脑打印查看。也可以直接连接鼠标在仪器上操作。
7、可以节省许多成本费用，一探头和各角度楔块的多用处，可以自动生成图文缺陷报告，若有内部网路可以直接发送质检报告到数据中心查阅。

⑼ 无损检测中的超声检测可以分为哪几类

一. 超声导波
1. 探头阵列发出一束超声能量脉冲，此脉冲能沿着整个圆周方向和整个管壁厚度，向远处传播，导波传输过程中遇到缺陷时，缺陷在径向截面上有一定的面积，导波会在缺陷处返回一定比例的反射波，因此可由同一探头阵列检测出返回信号，根据反射波来发现和判断缺陷的大小。可检测出20m到30m内存在的缺陷。
二. 超声相控阵
1. 超声相控阵是由多个独立的压电晶片按照一定的规律分布排列组合而成，通过控制脉冲的延时间激发各个晶片，改变声波到达物体内某点时相位关系，实现焦点和声速方向的变化，从而实现超声波扫描、偏转和聚焦，然后采用机械扫描与电子扫描相结合的方法实现图像成像；简单来说，超声相控阵检测是一个探头发射超声波，超声波打到缺陷上发生反射，另一个探头接收反射波波，从而检测出缺陷。
三. 电磁超声
1. 电磁超声检测装置主要由高频线圈、外加磁场、试件本身三部分组成，高置于工件表面的高频线圈通过高频电流时，工件表面的趋肤层会产生涡流（或感应磁场），此涡流在外加磁场的作用下会像电动机那样受到机械力，而产生高频振动，形成超声波波源。靠电磁效应发射和接收超声，其能量转换是在被测件表面趋肤层内直接进行。
四. 激光超声
1. 激光超声是一个集光、电、机、算的复杂系统，主要由超声波的产生和接收两部分组成，当激光的能量聚焦照射到弹性材料表面时，部分会转移到材料本身并以热能和应力波动能的形式表现出来。通过改变激发激光的几何形状可以控制能量在材料中的分布以及材料的影响。激光超声就是利用高能激光脉冲与物质表面的瞬时热作用，通过热弹效应在固体表面产生的应变和应力场，使粒子产生波动，进而在物体内部产生超声波。此检测技术与试件的形状、取向均无关系，曲面和复杂的几何形状均能检。
五. 超声显微
1. 超声显微频率很高扫描分辨率高达1um，其产生原理参考本文中超声波产生原理及特点，广泛应用于各种材料内部的微缺陷检测。需要耦合介质，对样品表面要求平整。
六. 声综合
1. 声综合即声超声检测，是一种根据超声波在构件中传播时产生的衰减变化对构件损伤实施检测的方法。主要由激励探头和接收探头构成，是声发射信号分析与超声波材料表征方法的结合。

⑽ 超声矩阵探头、面阵探头、相控阵探头有什么区别压电晶体排列的顺序分别是怎样的市面上有哪些厂家卖

超声相控阵探头分为线阵、面阵两种。
面阵相控阵探头又有矩阵、环阵等类型。
线阵相控阵探头中的晶片按照直线方向一维排布，只能实现晶片排列方向上的波束偏转。
矩阵相控阵探头中的晶片按照两个方向排布，可实现两个方向上的波束偏转。
环阵相控阵探头晶片呈同心圆环状排布，主要实现不同深度的聚焦功能。
另外还有将环阵切割为小型扇阵的，聚焦的同时可实现偏转。
市场上卖相控阵设备的都卖探头，国外的主要有：
Olympus(日本) ,GE（美国）,Isonic（以色列）,TD（英国）
国内主要有：
中科，汕超，多浦乐等。