转轮焊缝相控阵超声检测工艺研究

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超声相控阵检测关键技术的研究的开题报告

超声相控阵检测关键技术的研究的开题报告一、研究背景超声相控阵检测技术是目前非破坏检测领域中应用广泛的一种技术，特别是在航空航天、核电、石油、汽车、船舶等领域有着广泛的应用。

其主要原理是利用声波的物理性质对被测物体进行探测与表征。

当前，超声非破坏检测技术的发展方向是高清晰度、便携轻便、高效率、高性能和高自动化。

在这几个方面，超声相控阵技术具有明显的优势。

相较于常规超声探伤技术，超声相控阵技术可以更加精确地定位缺陷和杂质，同时可以提高检测效率。

因此，基于超声相控阵技术的检测成为了非破坏检测领域的研究热点。

二、研究内容本研究主要针对超声相控阵检测技术中的关键技术进行深入研究。

具体包括以下几个方面：1. 超声相控阵成像原理研究：了解超声相控阵成像的基本原理，研究超声波的传播规律以及超声信号的成像算法。

2. 多元阵列探头设计与优化：设计一种优秀的多元阵列探头，探头中包含多个元件，将它们发射的超声波相合，形成可控的声束，然后利用其接收回传信号，进一步确定被检测物体内部的信息。

3. 超声相控阵成像算法优化：分析超声相控阵成像算法的特点，发掘算法的局限性，并针对其问题的特点进行算法的优化，以提高成像精度和稳定性。

4. 相控阵检测系统设计：基于研究中的成果，设计一种完整的相控阵检测系统，其中包括探头、芯片、信号处理器、显示器等，满足检测实际应用的要求。

三、研究意义本研究将为超声相控阵技术的应用提供重要的基础理论研究和实际应用数据支持。

在国防工业、电力、铁路、材料科学和医疗保健等各个领域，该技术都有广泛的应用前景，并有望成为非破坏检测领域的企业和科研机构的标配技术之一。

同时也有指导意义，对超声相控阵成像算法和成像系统进行优化，促进其应用范围和成像效果的进一步提升，推动由定性到定量探测技术的发展。

四、研究方案本研究计划分为理论分析、算法设计、系统建模等几个阶段。

具体分为如下几个步骤：1. 文献调研：从已有的相关文献中进行调查研究，了解超声相控阵技术的背景、理论基础、应用现状等方面的信息。

超声波检测焊缝的几种常用方法

超声波检测焊缝的几种常用方法
超声波检测焊缝的几种常用方法有：
1. 传统超声波检测方法：使用单个超声波传感器沿着焊缝进行扫描。

根据超声波的传播和反射情况来判断焊缝的质量。

2. 相控阵超声波检测方法：通过一组多个超声波传感器，可以同时发送多个超声波束进行扫描。

利用相控阵扫描技术，可以实现对焊缝的全方位检测和成像。

3. 接触式超声波检测方法：将超声波传感器直接接触到焊缝表面，通过传输超声波进行检测。

这种方法通常用于对焊缝的表面缺陷进行检测。

4. 无损检测方法：利用超声波对焊缝进行无损检测。

通过测量超声波在焊缝中的传播速度、衰减和反射等特性来判断焊缝的质量。

5. 脉冲回波超声波检测方法：通过发送短脉冲超声波信号，测量回波信号的时间和幅值来判断焊缝的缺陷和界面情况。

这种方法适用于焊缝的测厚和界面检测。

超声波相控阵检测技术在特种设备焊缝检验中的应用探讨

超声波相控阵检测技术在特种设备焊缝检验中的应用探讨摘要：对于超声相控阵检测技术来说，其所具备的灵活性特征较为明显，而以往的检测方式因在此方面存在着明显的不足之处，所以已然渐渐被超声相控阵检测技术所替代。

在特种设备检验之中，若可积极运用于超声相控阵检测技术，那么则能够迅速了解到焊缝之中所产生的缺陷问题，保障最后的检验结果具备较高程度的精准性，所以十分有必要在特种设备检验之中运用于超声相控阵检测技术。

关键词：超声波相控阵检测技术；特种设备；焊缝检验引言无损检测方法是基于现代科学技术发展的检验技术方法，它在不损坏、不改变被检对象理化状态的情况下，对被检测对象的内部及表面进行高灵敏度和高可靠性的检查，以此来判定被检测对象的完整性、连续性和安全性。

超声波检测方法作为五大常规无损检测技术方法之一，是目前国内外应用最广泛、使用频率最高且发展较快的无损检测方法，与其他无损检测方法相比，超声波检测拥有较强的适用性、较好的穿透力，且设备较为便携、操作较为安全等优势。

一、超声相控阵检测技术应用优势超声相控是由多个压电晶体以一定的规律分布排列的，是超声探头晶片的组合，按照一定的顺序激发各个晶片，并有效控制发射超声束，使其能够聚集、偏转、扫描，并促进所有晶片的超声波能形成一个整体波阵面。

此外，还能够确定方向和大小、不连续的形状等，进而可以提供出比多个探头或单个探头系统更大的能力。

它在检测焊缝的过程中，会沿着焊缝长度，在处于平行的状态下进行直线扫查，还能全体积检测焊接接头。

再者，也可以从角度补偿、二次波显示两个层面开展检测，前者可以取代传统的DAC曲线方法，通过家督增益补偿对功能设置，而后者则采用二次波检测成像显示模式开展检测。

同时，在运用超声相控阵检测技术的过程中，利于达成多角度的检测目标，可提高特种设备检验的有效性以及可靠性。

而对于相关工作人员来说，也能够针对特种设备检验的具体需求来科学定制适合的探头，同时运用便携型的检测设备，对于特种设备的焊接实施扫查，如此则可获得更具精准性的数据或者是图片等，能够使得检测工作的开展更为便利。

超声相控阵检测

案例二：医学影像诊断的实例
总结词
高分辨率、实时成像、无辐射
详细描述
超声相控阵技术在医学领域的应用，如心脏、血管、腹部等部位的超声成像。通过高分辨率和实时成像的特点，为医生提供无创、无辐射的检查手段，提高诊断准确性和治疗效果。
案例三：其他领域的实际应用
总结词
灵活、多功能、适应性广
详细描述
超声相控阵技术还应用于航空航天、材料科学、能源等领域。通过其灵活的聚焦和调控能力，实现了对复合材料、燃料电池等复杂结构的检测和评估，推动了相关领域的技术
轨道交通领域
在轨道交通领域，超声相控阵检测用于对列车轮对、转向架和车体结构等进行无损检测。
该技术能够检测出材料内部的疲劳裂纹和损伤，预防事故发生，保障列车运行安全。
压力容器和管道检测
• 在石油化工和核能等领域，压力容器和管道的安全性至关重要。超声相控阵检测能够高效地检测出这些设备内部的裂纹、腐蚀和焊缝质量等问题。
该技术可以与其他无损检测技术相结合，形成更加完善的检测方案，提高检测的准确性和可靠性。
研究展望
01
进一步深入研究超声相控阵检测技术的物理机制和数学模型，提高检测的精度和可靠性。
02
探索更加先进的相控阵列设计和信号处理方法，提高检测的分辨率和灵敏度。
03
加强超声相控阵检测技术在特殊环境和极端条件下的应用研究，拓展其应用领域。
02
超声相控阵检测原理
超声相控阵检测技术概述
超声相控阵检测技术是一种基于超声波的检测技术，通过控制超声波的相位和振幅，实现对物体的无损检测和评估。
该技术利用一组超声波发射器和接收器，通过控制每个发射器的相位和振幅，形成所需的超声波束，实现对物体的全面扫描和检测。

使用超声相控阵技术的无损检测方法与技巧

使用超声相控阵技术的无损检测方法与技巧超声相控阵技术是一种常用于无损检测的技术，它通过使用一组探头向待测物体发射超声波，并接收其反射波，从而获取物体内部的信息。

相比传统的单点检测技术，超声相控阵技术具有更高的分辨率、更广的探测范围和更强的穿透力。

本文将介绍使用超声相控阵技术进行无损检测的方法和技巧。

首先，准备工作是使用超声相控阵技术进行无损检测的关键。

需要选取合适的探头和超声仪器。

探头的选择应根据待测物体的尺寸、形状和材料选择合适的频率、探头尺寸和探头阵列形式。

超声仪器的性能也需要符合要求，包括信号发射和接收的灵敏度、增益、滤波器和数据处理能力等。

其次，进行检测前需要进行合适的准备工作。

首先要对待测物体进行表面清洁，以保证超声波能够有效传播和反射。

其次要选择合适的耦合介质，将探头与待测物体保持良好的接触。

对于粗糙表面的物体，可以使用凝胶或液体耦合剂，而对于平滑表面的物体，可以尝试使用接触探头。

在实际检测过程中，需要注意一些技巧以提高检测的准确性和效率。

首先，要选择合适的扫查模式，可以根据实际需求选择直线扫查、螺旋扫查或网格扫查等。

其次，要根据待测物体的不同部位和表面形态进行特定的检测调节，例如调整传感器的入射角度和倾斜角度，以最大限度地获取有用的信息。

此外，在数据处理方面也有一些技巧可以加以应用。

首先是信号增强技术，可以通过滤波、均衡和增益调节等方式，提高信号质量。

其次是多角度检测技术，通过改变入射角度和探头位置，获取多个角度的数据，从而提高检测精度。

最后是图像重建技术，通过将多个数据进行整合和处理，生成更清晰、更具信息量的图像或曲线。

需要注意的是，在使用超声相控阵技术进行无损检测时，也存在一些潜在的问题和限制。

首先是探头的选择较为复杂，需要根据具体情况进行合理选择。

其次是背景噪声和杂散信号可能干扰检测结果，需要进行相应的滤波和处理。

此外，超声相控阵技术对于复杂结构和多层材料的检测可能存在一定的困难，需要结合其他技术进行辅助。

相控阵技术对焊缝缺陷检测的研究及应用

相控阵技术对焊缝缺陷检测的研究及应用摘要：相控阵技术是一种多声束扫描成像检测技术，通过控制聚焦深度、偏转角度和波束宽度形成不同的虚拟探头（VPA），从而可对试件进行高速、全方位和多角度的检测，且图像化的检测结果更加直观。

相控阵超声波技术能够对一些存在自然缺陷的试块进行全覆盖检测并定量，检测结果误差能够满足规范要求，可以用于焊缝检测工作。

关键词：相控阵；检测；应用引言超声相控阵检测技术技术可以通过计算机软件对声束角度、聚集距离及焦点尺寸进行控制；能够用单个多晶片相控阵探头对同一位置的焊缝进行多角度的检测；能够检测复杂几何形状焊缝，且具有较好的机动性与灵活性；能够与机械夹具配合使用，高速、全面扫查整个试件；能够通过计算机对信号与数据进行采集处理，使超声检测结果显示更直观，此外，该技术可以对数据进行存储及转移，便于后续的离线分析。

采用超声相控阵检测技术对海上平台工艺管线焊缝进行检测，检查时间、检测成本均有显著降低，对一些接由于空间受限而导致常规超声无法完成检测的焊缝，也能够通过一次扫描进行全覆盖检测。

目前，相控阵超声波检测在奥氏体不锈钢管道环焊缝的检测工作中取得了良好的效果。

1超声相控阵检测技术概述以及基本原理1.1概述相控阵检测是一种通过对阵列传感器各独立阵元按一定的延迟法则进行激励、接收，合成特定形式声场，通过超声波数据以图像的形式显示出来的一种无损检测技术。

通过时间延迟相继激发探头中多个晶片，每个激活晶片发射的超声波束相互干涉形成新的波束，通过软件调整，新波束的角度、焦距、焦点尺寸等均可根据检测需要予以改变。

与传统TOFD、超声测厚、Ａ型脉冲回波检测等无损检测技术相比，相控阵检测技术的一个探头即具备多个性质相同的晶片，通过控制聚焦深度、偏转角度、波束宽度形成不同的虚拟探头（VPA），从而可对试件进行高速、全方位和多角度的检测，在扫查过程中可形成大量A扫和C扫数据，且通过相控阵仪器数据处理可实现以S扫的形式显示出来。

中国船级社《船用厚板焊接接头衍射时差(TOFD)及相控阵超声(PAUT)联合检测技术指南》(2018

中国船检 CHINA SHIP SURVEY 2018.994构造和技术特点，橡胶材质和粘接方法均有差异，且制造技术也在不断更新和进步，因此，每个救生筏生产企业有义务和责任对检修站员工进行技能培训，使其掌握、维持和更新对本厂产品的检修技术能力，而行业主管部门也应进行管理和监督，以确保培训工作实施的规范性和有效性。

因此，建议由行业主管机关为培训的组织者，将筏站检修人员培训分为基础知识培训（包括基础理论知识和基础检修技术）和不同生产企业的检修专业技能（包括特殊检修技术和新工艺检修技术）培训两个部分，基础知识培训由行业主管部门选择培训教师，检修专业技能培训由各生产企业选派培训教师，形成相对稳定的教师队伍，编制统一的培训教材（包括汇编国内所有生产企业生产的救生筏的检修手册），制订培训计划，安排培训课程，出具考核试题，学员只有两部分培训考核均合格后，方可由业主管部门批准颁发统一的上岗证书。

4、行业主管部门主要采取事前认可准入和事后监督抽查方式对行业进行质量监管。

我国《产品质量法》第十五条规定，国家对产品质量实行以抽查为主要方式的监督检查制度，对可能危及人体健康和人身、财产安全的产品，影响国计民生的重要工业产品以及消费者、有关组织反映有质量问题的产品进行抽查。

《气胀式救生筏检修站认可条件建议案》[海大决议A.761（18）]中规定的主管机关责任为：负责对气胀式救生筏检修站的认可，负责对检修站进行定期检查，以确定其是否符合本决议案的要求，并采用认为足以促成符合标准的抽样核对或检查的办法来校核质量保证工作。

因此，行业主管部门应在救生筏生产企业对检修站管理、人员、设施等基本条件进行书面确认的基础上，严格按规定要求对筏站进行认可，符合要求的准予开展检修服务；同时，构建筏站监督抽查长效监管机制，对国内所有筏站实施筏站管理、检修质量等的不定期监督抽查。

筏站所在地区的主管部门应负责辖区内的筏站监管，实施定期或不定期监督检查，发现问题决不手软，立即要求筏站整改，未完成整改的不允许开展检修工作，逐步引导生产企业对筏站建立健全各项管理规章制度，推进质量体系建设；使救生筏检修的每道工序、每道环节都按照制度的要求，严谨地进行，使每个工作人员认真细致从事本职工作，爱岗敬业，确保所有筏站检修水平始终符合认可条件要求。

相控阵超声波检测技术在牵引电机环焊缝检测中的应用

相控阵超声波检测技术在牵引电机环焊缝检测中的应用摘要：在高速、重载铁路牵引电机环焊缝检测中，相控阵超声波检测技术在具体应用过程中能够实现较快的检测速度，并且精度比较高，不需要投入较高的成本，目前已经获得了良好的应用与推广。

关键词：相控阵；超声波检测；焊缝检测；应用1引言随着焊接技术的迅速发展，自动化焊接技术在高速、重载铁路产品中得到了广泛的应用，而焊接技术的不断进步，也需要更好的检测手段。

相控阵超声波检测技术具有检测精度高、检测成本低等优点，可用于各种管径和坡口形状的焊缝，是焊环自动检测的第一选择，对此，本文对相控阵超声波检测技术在牵引电机环焊缝检测中的应用展开探讨。

图1 牵引电机机座环焊缝2牵引电机焊缝的特点与相控阵超声检测图谱2.1气孔缺陷在焊接工作中，在金属凝固之前，熔池中的气体并没有逸出，而是有一定的存留，因此，焊缝之间就会产生一定的空洞，在一定程度上可以使焊缝断面变小，使其塑性、强度下降，导致应力集中，同时，氢气孔也会导致冷开裂。

图2 气孔相控阵超声检测图谱2.2裂纹缺陷所谓“裂缝”，就是由于金属原子间的键合发生了某种程度的断裂，导致了一种新的界面，由此形成了一种裂缝。

在工程实践中，按照裂纹产生的条件及时间，可将裂纹分为冷裂、再热裂等。

在焊接缺陷中，裂纹是最严重也是最具危害性的一种，它在一定程度上会使承载力变小，特别是在端部产生的尖角，并且会使应力高度集中，造成很大的破坏。

图3 裂纹相控阵超声检测图谱2.3未焊透缺陷未焊透是指母材金属还没有熔化，在实际应用中，焊接技术并没有到达接头根部，从而导致焊缝的机械结构强度下降，此外，在没有焊接透的缺口部位和头部部位，还会产生应力集中的现象，这就造成了工件的承受力较差，在受力变化时，会产生裂纹，这就给产品带来了一些安全隐患，极易出现安全问题。

图4 未焊透相控阵超声检测图谱2.4未熔合缺陷是指焊缝处的金属和母材，在进行焊接时，焊缝处的金属没有熔融而粘合在一起。

相控阵超声波检测方法

相控阵超声波检测方法相控阵超声波检测方法是一种非破坏性检测技术，广泛应用于工业领域和医学诊断。

下面列举50条关于相控阵超声波检测方法，并展开详细描述：1. 相控阵超声波检测方法是利用电子器件控制多个发射和接收超声波的晶片，通过改变发射和接收的角度来形成各种探测波束，从而实现全方位的检测。

2. 该方法可以实现对材料内部缺陷和结构的立体扫描，提高了检测的灵敏度和准确性。

3. 相控阵超声波检测方法可以应用于金属、塑料、复合材料等各类材料的缺陷检测。

4. 此方法也可用于医学领域的超声诊断，例如检测心脏、血管和肿瘤等。

5. 相控阵超声波检测方法可以实现实时成像功能，对于复杂结构的检测非常有优势。

6. 该方法可以通过不同的超声波频率和传播模式来实现对不同类型缺陷的检测，例如声表面波、剪切波等。

7. 相控阵超声波检测方法具有高分辨率和高灵敏度的特点，可以检测到微小缺陷并进行精确定位。

8. 由于其无损检测的特性，该方法可以在材料生产和使用过程中进行周期性检测，有利于提前发现和修复缺陷。

9. 相控阵超声波检测方法可以通过计算机辅助分析和处理数据，实现对检测结果的快速解释和报告生成。

10. 该方法的设备通常小巧轻便，可以适应不同场合和环境的检测需求。

11. 相控阵超声波检测方法在航空航天领域得到广泛应用，用于飞机结构和发动机部件的缺陷检测。

12. 在汽车制造和维修领域，该方法可用于检测车身板材、焊缝和零部件的质量。

13. 该方法还可应用于管道和容器等设备的安全评估和完整性检查。

14. 相控阵超声波检测方法还可以用于检测焊接接头的质量，包括焊接缺陷和焊接残余应力等。

15. 在工程结构的监测中，该方法可以实现对构件的裂纹和变形进行实时跟踪。

16. 该方法可用于检测混凝土结构中的裂缝、空洞和腐蚀等缺陷。

17. 相控阵超声波检测方法还可用于检测塑料制品的厚度、密度和异物等。

18. 在医学诊断中，该方法可用于检测胎儿的发育情况、心脏疾病和乳腺肿块等。

超声相控阵技术在焊缝缺陷检测中的应用

超声相控阵技术在焊缝检测中的应用摘要：简述了超声相控检测方法诞生的背景以及相对传统超声检测方法的技术的优势，着重介绍了超声相控阵技术在对接焊缝以及T型角焊缝缺陷检测中的应用，并对超声相控阵技术应用前景进行了展望。

关键字：超声相控阵技术对接焊缝T型角焊缝缺陷检测Abstract:Outlinedtheadvantagesofultrasonicphaseddetectionmethodscomparedwithconventi11.1国。

八十年代，效率[6]。

随着检测要求的提高，传统超声检测的灵敏度也需要提高。

提高超声波检测的灵敏度，增大检测声束能量是关键。

容易想到两种方法，第一种方法就是提高探头的中心频率。

但是探头的中心频率越高，声波在介质中的衰减越严重，检测效果更不佳。

所以，探头的中心频率不能太高。

另一种方法是使用几何透镜、物理透镜，或者直接将探头表面做成具有一定曲率的凹面，以实现发射声束在检测区域内聚焦，从而减小了声束的扩散角[7]。

但是，上述方法只能够实现定点聚焦。

而在超声检测中不是检测固定区域，而是要经常调整检测区域，则需相应地调整聚焦方向和焦点位置。

若应用上述方法调焦，则需要根据检测区域的位置更换透镜或更换不同曲率的超声探头。

这样使检测变得复杂，同时也降低了检测速度。

于是，提出了超声相控阵无损检测方法[8][9][10]。

如图1所示，为超声相控阵检测几何缺陷原理示意图。

图1超声相控阵检测原理示意图1.2超声相控阵技术的优势超声相控阵技术是基于惠更斯原理。

相控阵探头是由多个晶片组成的阵列，阵列的阵元在电信号的激励下以可控的相位发射出超声波，并使超声波束在确定其1234561.3超声相控阵技术的发展超声相控阵检测技术最初源于雷达天线电磁波相控阵技术，被用于医疗领域，在上世纪六十年代初期才被引入超声自动检测领域中[15][16]。

随着计算机技术和电子技术的发展，超声相控阵检测技术应用于工业无损检测，特别是在核工业和航空领域。

相控阵超声波检测技术在焊缝检测中的应用分析

相控阵超声波检测技术在焊缝检测中的应用分析摘要：在管道环焊缝检测中，相控阵超声波检测技术具有检测精度高、检测速度快、可重复性强、缺陷检出率高、检测成本低等优点，适用于各种管径、坡口形式焊缝的检测，有效提高焊接工艺水平和焊接质量，是自动焊焊缝检测的首选技术，已得到了很好的应用和推广。

关键词：相控阵；分区扫查；带状图；体积通道；TOFD通道；耦合通道随着焊接技术的快速发展，全自动焊接工艺被越来越多的应用到了管道建设施工中，焊接水平的提高也对检测技术提出了更高的要求。

通常，焊接检测方法采用X射线检测和手动超声波检测。

这两种检测方法都有其各自的优、缺点：?譹?訛射线检测虽具有直观、对体积型缺陷敏感等优点，但射线检测成本高，速度慢，对面积型缺陷（如未熔合）不敏感，而且具有射线辐射，安全性差；?譺?訛手动超声波检测虽具有操作简便，应用灵活和对面积型缺陷敏感的忧点，但手动超声波检测结果可重复性差，对焊缝缺陷不能定性，只能作为辅助检测手段。

所以射线检测和手动超声波检测已不能满足焊接检测技术发展的需要，于是全自动相控阵超声波检测技术应运而生。

在管道环焊缝检测中，相控阵超声波检测技术具有检测精度高、检测速度快、可重复性强、缺陷检出率高、检测成本低等优点，适用于各种管径、坡口形式焊缝的检测，成为自动焊环焊缝检测的首选技术。

1相控阵系统工作原理1.1波束聚焦原理相控阵检测技术是通过软件控制晶片阵列中每个晶片时间延迟，控制脉冲发射使波束聚焦到特定的深度，并以一定的角度传播。

阵列可以产生聚焦的横波和纵波。

相控阵可以实现线性扫查、扇形扫查和动态深度聚焦等功能（如图1所示）。

1.2焊缝的分区扫查设置采用相控阵超声检测技术的关键是进行分区扫查，根据焊缝坡口形式、填充次数将焊缝分成几个垂直的区，如根部区，钝边区，热焊区，填充区。

每个分区的高度一般为1~3mm，每个区都由一组独立的晶片进行扫查（这种分区的扫查被称为Ａ扫）。

检测主声束的角度根据各分区的焊缝坡口角度进行设定。

探索超声波相控阵检测技术在特种设备焊缝检验中的应用

探索超声波相控阵检测技术在特种设备焊缝检验中的应用摘要：近年来，随着无损检测技术发展和相应检测设备的研发更新，在常规无损检测方法的基础上，出现了一些新的检测技术。

如超声波相控阵检测(PAUT)、红外热成像检测、衍射时差法超声检测、声发射检测等技术。

其中超声波相控阵检测技术在焊缝检测应用中的应用日益成熟，它利用高性能的数字化仪器把特种设备焊缝检验中存在的缺陷呈图像直观地显现出来。

本文从超声波相控阵检测技术的优势出发，结合其应用原理、缺陷识别技术以及如何提高检测人才的培养、提高工作人员的安全意识等策略。

探索超声波相控阵检测特种设备焊缝检验中的应用。

关键词：超声波相控阵；特种设备；检测技术引言传统的检测技术在检测效率、缺陷检出率和检测准确性方面存在一定不足，超声波相控阵检测用于承压特种设备焊缝检验并充分发挥其优势，弥补其它检测方法的不足，在检测中可以实现焊缝全覆盖检测，有利于及时发现焊缝中存在的各种内部缺陷，对增强检验结果准确性、切实提高检测质量具有积极影响。

1超声波相控阵检测技术应用原理与优点1.1应用原理超声相控阵探头是由多个压电晶片按照一定的规律进行分布排列，相控阵设备按照预先设置好的法则，采集单元发射实际信号经相控阵单元进行阵列切换为有延时的脉冲信号，脉冲信号激励探头中晶片进行声波发射，发射后的声波干涉形成所需入射波。

入射波经反射形成反射波，经相控阵探头接收转变为回波信号，回波信号由相控阵单元按相应法则移相并合成为接收信号，由采集单元采集回相控阵设备。

通过对各个阵元的有序晶元，可得到灵活的偏转及聚焦声束，联合线性扫查、扇形扫查、动态聚焦等独特的工作方式，使其比传统的超声波检测技术的速度更快、灵活度更高。

1.2相控阵超声波检测焊缝的优点（1）可根据需要设置超声波入射角度范围，应用于常规超声波探伤难以检测的复杂结构焊缝与扫查区域受限焊缝。

（2）回波与焊缝结构图像化显示，缺陷判断更准确，减少误判率，更易区分缺陷信号与非缺陷信号。

新型管道环焊缝相控阵超声检测设备的研制

２０钲０１
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２００１
Ｎｏ５．
第５期
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新型管道环焊缝相控阵超声检测设备的研制
刘全利，白世武，李佳，薛岩
０５０）６００（中国石油天然气管道科学研究院，河北廊坊
ＡｂｓｒｃＡｔｐｅｅｔｔｅｐａｅｍｙｕｔａｏｉｅｔｎｅｈｏｏｙｈｓｂｅｄｌｅｎｔｅｄｍｅｔｃｌｎｄｓａｃｉ — ｔａｔ：ｒｓｎ，ｈｈｓｄａｌｒｓｎｃｔｓｉｇｔｃｎｌｇａｅｎｗｉｅｙｕｓｄｉｈｏｓｉｏｇ— ｉｔｎｅｐｐｅ
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超声相控阵检测起落架焊缝系统研究

超声相控阵检测起落架焊缝系统研究作者：孙鑫彤余家斌赵广朋俞锋来源：《数字技术与应用》2013年第10期摘要：超声相控阵检测技术近年来被广泛利用在航空工件检测领域。

与传统超声检测技术相比，相控阵技术检测精度更高，可操纵性更强，利用相位延迟，控制声束偏转聚焦，达到检测目的。

本文利用超声相控阵技术对某型歼击机起落架焊缝进行无损检测，比传统超声检测精度更高，操作更简易。

关键词：超声波检测相控阵技术歼击机起落架中图分类号：TP274.53 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）10-0117-02每年我国空军歼击机训练飞行中，难免有事故发生，其中包括驾驶员技术失误造成的事故，也包括了飞机软硬件系统故障引发的事故。

多数事故皆发生在起飞着陆阶段，与着陆阶段影响最大的就是起落架安全。

起落架在工艺铸造过程中，难免内部存在孔洞、裂缝、表面缺陷、铸件残缺等缺陷[1]。

相对于起落架的外部缺陷，焊缝的内部缺陷，如气孔、夹杂、内部裂纹、疏松等缺陷，就很难通过常规的方法发现，潜在的危害更大，一旦出现事故，后果往往致命。

超声相控阵技术检测精度高，穿透力强，适用度广，便于操作，可以将检测结果以图象形式进行保存，在航空设备检测领域有广泛的使用，并可以针对缺陷类型，进一步改良起落架制造工艺[2]。

1 传统超声波检测技术传统的超声波检测系统，一般由发射电路，换能器，回波接收电路，主控电路，显示装置共同组成，其检测原理如图1所示：目前我们最常用的超声无损检测方法是超声脉冲回波法，超声波传播到两种不同的介质界面时，会产生反射和透射现象。

与固体介质的声阻抗相比，空气的声阻抗小得多。

因此超声通过固体和空气界面几乎是全反射。

当工件完好时，超声波直接传播到达工件底面，接收器接收到底面回波信号。

而当工件中有缺陷时，接收器可以接收到一个缺陷回波信号，可以通过分析缺陷回波信号与底面回波信号，来判断缺陷的大小、形状、距离[3]。

2 超声相控阵检测2.1 超声相控阵检测技术特点与传统超声波检测技术相比，相控阵超声技术有着其无法比拟的优点。

套管焊缝的相控阵超声检测工艺

套管焊缝的相控阵超声检测工艺套管焊缝的相控阵超声检测工艺是一种应用于管道焊缝检测领域的先进技术。

本文将详细介绍套管焊缝相控阵超声检测工艺的原理、设备和操作步骤，并探讨其在工程实践中的应用和优势。

一、原理套管焊缝的相控阵超声检测利用了超声波在材料中的传播规律。

当超声波经过材料时，会遇到不同的界面和缺陷。

当超声波遇到界面时，会发生反射和透射，形成特定的回波信号。

根据回波信号的特征，可以判断焊缝的完整性和缺陷情况。

相控阵超声检测利用了多个传感器阵列，每个传感器可以发射和接收超声波信号。

通过控制每个传感器的发射和接收时间，可以形成一个聚焦的超声波束，使其在焊缝中聚焦和扫描。

通过对接收到的回波信号进行处理和分析，可以得到焊缝的准确信息。

二、设备套管焊缝相控阵超声检测需要使用专业的设备。

一般来说，设备包括超声波发射器、超声波接收器、相控阵控制器和计算机。

超声波发射器用于发射超声波信号，超声波接收器用于接收回波信号。

相控阵控制器用于控制每个传感器的工作时间和工作顺序。

计算机用于接收和处理回波信号，最终生成焊缝的图像和数据。

三、操作步骤套管焊缝相控阵超声检测的操作步骤如下：1. 准备工作：确保设备正常运行并进行校准，检查传感器和探头的连接情况。

2. 套管准备：清洁套管表面，移除杂质和颜料。

确保套管表面完全干燥。

3. 传感器安装：将传感器和探头安装在套管表面，确保传感器与焊缝平行，并固定好。

4. 参数设置：根据焊缝的具体情况，设置超声波的频率、脉冲宽度和扫描速度等参数。

5. 开始检测：按下开始按钮，设备会开始发射和接收超声波信号。

通过计算机实时显示和记录回波信号。

6. 数据分析：根据回波信号的特征，分析焊缝的完整性和缺陷情况。

可以使用专业的软件进行数据处理和图像重建。

7. 检测报告：根据分析结果，生成检测报告并保存数据。

四、应用与优势套管焊缝的相控阵超声检测广泛应用于石油、天然气和化工等行业中的管道焊缝检测。

其优势主要体现在以下几个方面：1. 高灵敏度：相控阵超声检测可以检测到微小的焊缝缺陷，提高了检测的灵敏度。

焊缝缺陷的全聚焦相控阵成像检测

试验研窆开损艏泖j D O I：10.11973/wsjc202009010焊缝缺陷的全聚焦相控阵成像检测沈成业，洪朝，黄海军，钱盛杰，王杜(宁波市特种设备检验研究院，宁波315048)摘要：利用全聚焦相控阵成像技术对焊缝中的未熔合和裂纹两种典型缺陷进行了检测。

首先，介绍了全聚焦成像技术的基本原理；其次，设计制作了含上述缺陷的人工试块，利用C IV A软件进行裂纹和未熔合的缺陷响应研究；接着，对人工试块进行检测试验，比较了常规相控阵技术和全聚焦技术对上述两种缺陷的检测能力；最后，对试块进行常规无损检测.确定焊缝中缺陷的长度，对试块缺陷部位进行解剖，测量得到真实的缺陷埋藏深度和自身高度。

检测试验及解剖结果表明：全聚焦技术对上述两种缺陷的成像具有更高的检测分辨率，对缺陷的定位和定量误差较小，可以应用于工程实践。

关键词：全聚焦；相控阵；C IV A仿真；未熔合；裂纹中图分类号：TG115.28 文献标志码：A 文章编号：1000-6656(2020)09-0045-05Weld defects detection using TFM phased array imaging techniqueSHEN Chengye. HONG Chao. HUANG Haijun. QIAN Shengjie. WANG Du(Ningbo Special Equipment Inspection and Research Institute，Ningbo 315048，China)Abstract：In this paper* the two typical defects of incomplete fusion and crack are studied by TFM (Total Focusing Method) technique. Firstly, the basic principle of TFM imaging technique is introduced theoretically.Secondly, the artificial flaw specimen containing the above defects are designed and fabricated♦and the CIVA software is used to study the response of cracks and incomplete fusion. Then, the test of artificial flaw specimen is carried out，and the detection ability of conventional phased array technique and TFM technique for the above two defects is compared. Finally, conventional nondestructive testing is carried out on the specimen to determine the length of the flaws in the welds. The flaws of the specimen are dissected, and the burial depth of flaw and its own height can be measured. The results of detection and anatomy show that the TFM technique has higher detection resolution for the imaging of the above two flaws and less positioning and quantitative error, which can be applied to engineering practice.Key words：TFM；phased array；CIVA simulation；incomplete fusion；crack焊缝中的裂纹、坡口未熔合等面积型缺陷的存在会减少焊缝的有效承载面积，削弱焊缝的性能，甚至引起焊缝断裂，造成压力容器、压力管道失效，影响其安全性能。

角角焊缝的超声相控阵检测工艺探讨

角角焊缝的超声相控阵检测工艺探讨摘要：本文介绍了将超声相控阵检测成像技术在电站过热器和再热器角角焊缝检测方面的成功应用，超声相控阵检测技术与常规超声检测技术相比，在解决发电厂角角焊缝等常规方法无法检测的部件方面具有独特优势。

超声相控阵检测技术具有广泛的应用前景，具有广泛推广价值。

关键词：相控阵；超声；检测技术；角角焊缝。

1 检测方法分析1.1角角焊缝及常规检测方法联箱与管子相贯节点的相贯线是一条马鞍形状的空间曲线，相贯焊缝焊接规范要求主管与支管的管节点焊缝全周连续焊接并保持平滑过渡。

实际施工时受限，很难做到全周连续，即存在焊接不连续、焊接不饱满等施工质量缺陷。

角角焊缝的具体无损检测工艺在ASME及我国的NB/T47013中没有涉及。

目前广泛采用的是常规超声检测方法。

DL/T1105.1-2电站锅炉集箱小径管管座角焊缝无损检测技术导则的通用部分和超声检测，采用45°、60°、70°三种角度的探头对焊缝进行检测。

但该方法检测效率低下，即使是操作熟练的检测人员检测一个角角管座焊缝也需要大量时间。

1.2超声相控阵检测超声相控阵检测仪器自身具有强大的数据存储和分析能力，使得超声相控阵（PAUT）技术与常规超声技术相比具有更高的检测效率、检测灵敏度和缺陷检出率。

相控阵检测系统是高性能的数字化仪器，能够实现检测全过程信号的记录。

通过对信号进行处理，系统能生成和显示不同方向投影的高质量图像。

超声相控阵的检测操作主要通过系统安装的工艺软件完成。

这些软件中自带参数输入模块、截面图生成模块、声束覆盖模块及缺陷定位评价模块等，只要工艺软件选择正确，需要的各个工艺参数设置精确，按照拟定的检测工艺和操作步骤，检测完成后的工艺软件可进行自动评定并生成缺陷信息列表（缺陷信息包括：缺陷深度、长度、幅度等）。

结合DAC曲线功能，对缺陷进行三维视图及3D视图显示，辅助评级并自动生成检测报告。

角角管座焊缝超声相控阵横波检测的主要工艺参数（联箱壁厚Y、支管壁厚t、主管外径D、支管外径d、主支管夹角θ是不变量，主支管外壁所构成的二面角ψ和坡口角度φ是变量）必须设置精确，检测生成的缺陷数据信息才能可靠。

相控阵超声检测在油气管道焊缝的应用初探

相控阵超声检测在油气管道焊缝的应用初探摘要：随着油气管道和运输船舶的快速发展，对油气管道和运输管道的质量要求越来越高，最初的超声波检测方法和设备已难以满足日益严格的油气采输系统质量控制要求。

功能强大、多变的超声波阵列测试设备和测试能力，对于油气开采和输送系统的检测具有独特的特点，能够产生良好的实际效果。

关键词：超声相控阵；检测；实现1原理与特点1.1.超声相控阵检测原理超声相控阵技术是控制每个独立的质量元件的延迟，产生不同方向的超Lubo辐射，产生不同的音效，模拟不同的扩散聚焦传感器的工作情况，并进行电子扫描和动态聚焦而不快速移动的检测无论有无速度，探头都可以定位在能产生被测物体完整图像的位置，能够自动检测复杂形状，克服了标准a型超声脉冲法的一些限制。

以线阵探头为例，介绍了并行线阵扫描、扇形扫描和动态聚焦的原理。

通过可控阵元的激励，声束也由左向右向线阵方向传播，并进行类似于医学实时扫描的平行线扫描，将阵元按相等的间隔逐个发送，使合成波阵为平面波，这是变形角，这是相控阵偏差。

延迟间隔的变化可以用来扫描一定空间内的扇区。

图中，通过检查相位延迟，首先发射两端发射信号的质量元，中间的阵列项延迟发射，焦点垂直移动，使焦点位置的声场最强。

如果传感器发出的超声波达到目标，它会发出一个回波信号，到达阵列每个单元的时间是不同的，每个回波到阵列单元的时间由每个阵列项接收到的信号的延迟来补偿，然后使用合成量，根据信号处理确定山体回波声源的位置。

超声相控阵检测技术可以通过计算机软件控制声辐射角的大小、累积距离和聚焦；单个多相阵列探头可以多角度检测同一位置的焊缝；能够对几何形状复杂的焊缝进行检测，具有较好的移动性和灵活性，可以机械、快速、彻底地扫描使用，整个检测体可以在计算机上采集和处理信号和数据，使超声检测结果更直观地显示。

此外，该技术还可以存储和传输数据，便于以后离线分析，采用超声波相控阵控制技术检测海洋平台工艺焊缝，大大减少了控制时间和成本。

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转轮焊缝相控阵超声检测工艺研究
肖凯，李晓红，马庆增
（１．广东电网公司电力科学研究院，广东广州５１００８０；２武汉大学动力与机械学院，湖北武汉４３００７２）
摘要：针对常规超声检测方法在进行三维多变断面转轮焊缝检测时存在的局限性，介绍了相控阵超声检测技术的特点。根据转轮焊缝容易出现的缺陷类型制作了模拟试块，设计超声相控阵检测工艺并进行检测，对检出缺陷进行常规超声检测验证。结果表明，超声相控阵技术可明显提高检测效率及检出能力，但对位向不好的层间
第２７卷第４期
２０１４年４月
广东电力
ＧＵＡＮＧＤＯＮＧΒιβλιοθήκη ＥＬＥＣＴＲＩＣｐ０ＷＥＲ
Ｖｏ１．２７ＮＯ．４Ａｐｒ．２０１４
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７ — ２９０Ｘ．２０１４．０４．００６
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｅｘｉｓｔｉｎｇｂｏｕｎｄｅｄｎｅｓｓｏｆｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｔｅｓｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｎｔｅｓｔｉｎｇ３Ｄｃｈａｎｇｅａｂｌｅｃｒｏｓｓ — ｓｅｃｔｉｏｎｒｕｎｎｅｒｗｅｌｄ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｐｈａｓｅｄａｒｒａｙｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｔｅｓｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｄｅｆｅｃｔｔｙｐｅｓｅａｓｙｔｏａｐｐｅａｒｏｆｒｕｎｎｅｒｗｅｌｄ，ｉｔｍａｋｅｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓａｍｐｌｅｓａｎｄｄｅｓｉｇｎｓｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｐｈａｓｅｄａｒｒａｙｔｅｓｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｏｔｅｓｔｄｅｔｅｃｔｅｄｄｅ — ｆｅｃｔｓａｎｄｐｒｏｃｅｅｄｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｔｅｓｔｉｎｇｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｐｈａｓｅｄａｒｒａｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｏｂｖｉｏｕｓｌｙａｂｌｅｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｅｓｔｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓａｎｄｄｅｔｅｃｔｉｎｇａｂｉｌｉｔｙｂｕｔｉｔｉｓｎｏｔａｂｌｅｔｏｆｉｎｉｓｈｆｕｓｅｏｆｉｎｔｅｒｌａｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｂａｄｅｘｐｏｓｕｒｅ．Ｔｈｕｓ，ｉｔｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｃａｒｒｙｏｕｔｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｒｙｔｅｓｔｉｎｇｏｎｔｈｅｗｅｌｄｃａｍｂｅｒｅｄｓｕｒｆａｃｅｂｙｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｎｇｗｉｔｈｎｏｒｍａｌｐｒｏｂｅ．
２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｏｗｅｒａｎｄＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ，Ｈｕｂｅｉ４３００７２，Ｃｈｉｎａ）
（１．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｕａｎｇｄｏｎｇＰｏｗｅｒＧｒｉｄＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ５１００８０，Ｃｈｉｎａ；
ＳｔｕｄｙｏｎＵｌｔｒａｓｏｎｉｃＴｅｓｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＲｕｎｎｅｒＷｅｌｄＰｈａｓｅｄＡｒｒａｙ
ＸＩＡＯＫａｉ ’ ，ＬＩＸｉａｏｈｏｎｇ２，ＭＡＱｉｎｇｚｅｎｇ
未熔合，仍需配合直探头在焊缝弧面进行补充检测。关键词：相控阵超声；转轮焊缝；检测工艺
中图分类号：ＴＧ１１５．２８
文献标志码：Ｂ
文章编号：１００７ — ２９（）Ｘ（２（）１４）０４ — ００２６ — ０４