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(jì)算機(jī)控制對多晶片探頭中的單個(gè)晶片進(jìn)行激勵(lì)(波幅和遲)。通過軟件對多個(gè)壓電復(fù)合材料晶片的激勵(lì)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(dòng)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(jì)算機(jī)控制對多晶片探頭中的單個(gè)晶片進(jìn)行激(波幅和延遲)。通過軟件對多個(gè)壓電復(fù)合材料晶片的激勵(lì)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(dòng)態(tài)更改聲束的參數(shù),如:角度、焦距和焦點(diǎn)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(shí)間差,分別觸發(fā)探頭的多個(gè)活動(dòng)晶片。同理,從所期望的焦點(diǎn)反射的回波會(huì)以可以計(jì)算獲得的時(shí)間偏移觸碰到探頭的不同晶片。在將每個(gè)晶片接收到的回波信號(hào)匯總之前,需對這些回波信號(hào)進(jìn)行時(shí)間偏移計(jì)算。匯總的結(jié)果是生成一個(gè)A掃描,這個(gè)A掃描會(huì)突出顯示來自所需焦點(diǎn)的響應(yīng)信號(hào),而弱化來自被測樣件其它部位的信號(hào)。
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(diǎn)大小
要生成一條超聲聲束,就需要在差別極小的不同時(shí)間對探頭的不同晶片進(jìn)行脈沖激勵(lì)。通過精確控制探頭晶片之間的時(shí)間延遲,可以生成具有不同角度、不同焦距及不同焦點(diǎn)大小的聲束。從所期望的焦點(diǎn)反射的回波會(huì)以可以計(jì)算獲得的時(shí)間偏移觸碰到探頭的不同晶片。在將每個(gè)晶片接收到的回波信號(hào)匯總之前,需對這些回波信號(hào)進(jìn)行時(shí)間偏移計(jì)算。信號(hào)匯總的結(jié)果是生成一個(gè)A掃描。這個(gè)A掃描會(huì)突出顯示來自所期望焦點(diǎn)的響應(yīng)信號(hào),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(gè)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(gè)單個(gè)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(diǎn)。
對形狀復(fù)雜樣件的檢測
根據(jù)用戶意愿并通過計(jì)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(dòng)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(hào)進(jìn)行處理,但是我們要知道:其所得到的信號(hào)是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的射頻(RF)信號(hào)(或A掃描),這個(gè)信號(hào)與任何使用固定角度
探頭的常規(guī)系統(tǒng)得到的信號(hào)相同。這個(gè)信號(hào)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?;?/span>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(gè)探頭完成多角度檢測。多路傳輸還可以在探頭不動(dòng)的情況下完成掃查:聚焦聲束由一個(gè)裝有許多晶片的長相控陣探頭的幾個(gè)晶片創(chuàng)建。然
后聲束被移動(dòng)(或稱多路傳輸)到其它晶片,以在不移動(dòng)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(gè)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(dòng)檢測過程中,實(shí)時(shí)讀數(shù)對于快速確定反射信號(hào)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(shí)時(shí)精確地定位缺陷。
RA:參考點(diǎn)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(gè)到128個(gè)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(jì)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??讖介L度使用以
下公式計(jì)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(gè)晶片中心之
間的距離
計(jì)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(gè)單個(gè)壓電復(fù)合材
料晶片的寬度
(其實(shí)際值為e < λ/2)
近場(N) 值為特定陣列的可用焦點(diǎn)的最大深度。這個(gè)
值通過以下公式計(jì)算:
N = D
2f
4c
其中 D = 晶片直徑
f = 頻率
c = 材料聲速
●要計(jì)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(gè)組
的晶片數(shù)量。
●要計(jì)算相控陣探頭的被動(dòng)(次)軸上的近場值,需使用以
下公式:D = 被動(dòng)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(dòng)維度上為曲面
-被動(dòng)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