相控阵超声波检测技术
超声相控阵检测技术及应用
超声相控阵检测技术及应用
近年来，随着科技的不断发展，超声相控阵检测技术成为了一种
非常重要的无损检测技术，应用广泛于各个领域，比如航空、航天、
汽车、电力等工业领域。
超声相控阵检测技术是利用超声波在材料中传播、反射、衍射、
散射等原理进行缺陷检测的一种技术。
它能够对复杂结构的材料进行
高精度、高效率、无损的检测和评估，能够检测出各种缺陷，如裂纹、气孔、夹杂等，同时还能够评估材料的力学性能、耐久性和可靠性。
相比传统的超声检测技术，超声相控阵检测技术具有优越性。
它
可以通过调整控制器上的参数，实现多角度、多方向、多频率的超声
波束所覆盖的测试区域，不仅可以提高检测精度，还可以缩短检测时间，并大大降低了误判率。
在实际应用中，超声相控阵检测技术的应用不断发展和完善。
在
航空领域，超声相控阵检测技术被广泛应用于飞机结构和发动机叶片
的缺陷检测，大大提高了飞机的安全性能和可靠性。
在汽车领域，超
声相控阵检测技术被应用于对汽车组件的检测，如汽车发动机的缸体、缸盖和曲轴等部件的缺陷检测，有效提高了汽车的性能和安全性能。
在电力领域，超声相控阵检测技术被用于检测钢轨、钢板、桥梁和引线、绝缘子等电力设备，提高了电力设备的性能和安全性，对电力行
业和国家电网的建设起到了至关重要的作用。
总之，超声相控阵检测技术在工业生产和科学研究中发挥着不可替代的作用，其应用领域越来越广泛，技术也在不断地完善和提高，将使得未来的无损检测技术更为可靠、高效和精确。
超声波相控阵检测技术及其使用
传统工业相控阵成像
3
精选 ppt
■
然而相控阵技术从医疗领域向工业领域跃进的过程存在着很多技术难题无法
解决，因此最早的工业相控阵设备都是直接把医疗相控阵方法直接照搬到工业机
型上面。这种技术的应用和成像描绘的模式对于工业探伤来说，存在着很多隐患
和需要改进的问题。
问题一： 医用 B超检测对象是由水份组成的人体，不必考虑波形转换现象，而超声
第一临界角（ ） 1
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EffectiveApertureSize PitschSize N cos
超声相控阵是超声探头晶片的组 合，由多个压电晶片按一定的规律分 布排列，然后逐次按预先规定的延迟 时间激发各个晶片，所有晶片发射的 超声波形成一个整体波阵面，能有效 地控制发射超声束（波阵面）的形状 和方向，能实现超声波的波束扫描、 偏转和聚焦。
要素 :
因为所有的脉冲发生器是同步的，每个晶片振动的叠加产生了所需要的角度及聚焦方式
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当设备对所有已接收到的信号做数字化处理时，每个通道都有自己的 ADC转换和
FI FO。处理后的所有相位信号进行叠加形成最终的聚焦法则 A扫描。
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传统工业相控阵方法延用医用 B超模式，不具有几何反射修正技术，与人体结 构的单一形式不同，工业领域的检测对象几何结构和材料种类千变万化，不能依照 工件厚度与结构特征生成对应图象而造成数据分析难度大的问题未能有效解决。
没有声束偏转
第二种情况 S1 S0 0 Migr 0
入射点向楔块前端漂移 ; 楔块延迟增加
Case 2 S1 S0 0 Migr 0
入射点向楔块后端漂移 ; 楔块延迟减小
超声相控阵检测技术原理
超声相控阵检测技术原理
超声相控阵检测技术是一种利用超声波进行非破坏性检测的技术。
其原理是通过将单个超声源和接收器组成一个阵列，并精确控制每个超声源的激发时间和接收时间，从而控制超声波的发射方向和接收方向。
具体工作原理如下：
1. 通过超声发射器发射超声波。
每个超声发射器产生一个超声波束，多个超声发射器工作时形成一个超声波束阵列。
2. 超声波经过被测物体后，被物体吸收、散射或反射。
如果有缺陷存在，超声波将被缺陷反射或散射。
3. 接收器接收并记录超声波的回波信号。
超声发射器和接收器之间的时间差可用于测量超声波经过被测物体的旅行时间，从而计算出缺陷的位置和大小。
4. 使用相控技术调整超声阵列中每个超声发射器和接收器的激发时间和接收时间，使得超声波能够在特定角度范围内聚焦和辐射。
通过改变发射器和接收器的激发时间和接收时间，可以改变超声波的发射和接收角度，从而获得更多方向上的信息，提高检测的准确性和效率。
总的来说，超声相控阵检测技术利用精确控制超声波的发射和接收方向，通过测量超声波的回波信号来检测物体的缺陷位置和大小。
该技术具有高灵敏度、高分辨率和高精度的特点，在非破坏性检测领域有广泛应用。
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。
archer相控阵超声波
相控阵超声波成像技术是近年来超声医学领域的一项重要技术，其中archer相控阵超声波技术更是在这一领域中占据着重要地位。
本文将对archer相控阵超声波进行详细介绍。
一、相控阵超声波成像技术相控阵超声波成像技术是利用超声波的高频振动产生的超声波信号来对人体进行成像的一种医学技术。
这种技术的主要原理是利用超声波在物体中传播的速度和方向信息，通过数学算法处理后得到图像。
相比于传统的B超成像技术，相控阵超声波成像技术具有分辨率高、能够获取三维信息等优点。
二、archer相控阵超声波技术的原理archer相控阵超声波技术是相控阵超声波成像技术的一种重要形式，它的原理主要是利用超声波在物体内部的反射和多个超声源之间的相互作用，从而实现对人体内部的成像。
具体来说，archer相控阵超声波技术使用多个超声发射器和接收器，将超声波信号在人体内部扫描，通过计算机算法对信号进行处理，生成高清晰度的三维图像。
这种技术可以通过调节超声源之间的相位差、振幅和时间延迟等参数，实现对人体内部不同部位的成像。
三、archer相控阵超声波技术的应用1.医学领域archer相控阵超声波技术在医学领域中被广泛应用，主要是因为它可以提供更加精确和深入的成像结果。
这种技术可以用于检测肿瘤、心脏病、血管疾病等多种疾病，有助于医生制定更加科学的治疗方案。
2. 工业领域除了在医学领域中的应用，archer相控阵超声波技术还可以应用于工业领域，如对金属材料的缺陷检测、焊接质量检测等。
这种技术不仅可以提高工作效率，还可以减少环境污染。
四、结语总之，archer相控阵超声波技术是一种非常重要的成像技术，在医学和工业领域都发挥着重要作用。
随着技术的不断发展，相信archer相控阵超声波技术还会有更广泛的应用前景。
超声波相控阵检测原理和应用-详细版本
超声波相控阵检测是一种利用超声波与物体相互作用的技术，通过控制超声波的发射、接收和信号处理等参数，实现对物体内部缺陷、结构以及材料性质等方面的非破坏检测。
超声波相控阵检测原理是利用超声波在物体内部传播的特性，同时通过电子计算机控制多个超声传感器的发射和接收，可以对物体进行成像及缺陷定位。其主要步骤包括：
（1）信号发射：多个超声发射器同时发射超声波信号，这些信号在物体内部传播，对物体进行扫描和检测。
（2）信号接收：多个超声接收器同时接收超声波信号，记录下信号的时间、强度等信息。
（3）信号处理：采用先进的电子计算机技术，对接收到的信号进行处理和分析，生成物体的图像和缺陷信息等。
超声波相控阵检测与传统的超声波检测相比，具有以下优势：
超声波相控阵检测在工业、医学、航空、航天等领域具有广泛的应用，例如：
（1）工业领域：用于对钢铁、金属、陶瓷等物体的质量检测、缺陷检测、材料性能测试等方面。
（2）医学领域：用于对人体内部的缺陷、病变、组织结构等方面的检测和成像。
（3）航空航天领域：用于对航空器、火箭等物体的结构缺陷、疲劳损伤、材料性能测试等方面。
（1）高精度：相控阵技术可以实现高分辨率的成像，对物体内部微小缺陷也可以进行检测置进行检测，大大提高了检测的效率和准确性。
（3）多功能：相控阵技术可以实现不同角度的扫描和检测，适用于不同形态的物体检测。
（4）无损伤：相控阵技术采用超声波作为探测介质，对物体没有任何损伤，适用于不同材料和形态的物体检测。
总之，超声波相控阵检测是一种非常重要的检测技术，其优越的性能和广泛的应用前景，将会对各行业的生产、科研、诊断等方面发挥重要作用。
相控阵超声波检测原理
相控阵超声波检测原理
相控阵超声波检测是利用超声波的特性，在工业和医疗领域进行缺陷检测和成像使用的一种新型技术。
它可以对物体进行快速、无损的缺陷检测和成像。
接下来我们将详细介绍相控阵超声波检测的原理。
相控阵超声波检测原理
相控阵超声波检测的原理基于声波的传播和反射特性。
在超声波检测中，通过超声探头向被检测物体发送脉冲信号，声波进入物体后，会产生反射。
探头会接收这些反射信号并进行处理，最终形成被检测物体的图像。
相控阵超声波检测是利用多个探头同时向被检测物体发送超声波，然后对接收到的数据进行计算和处理，从而形成物体的三维图像。
相比传统的超声波检测技术，相控阵超声波检测具有以下优势：
1.快速成像：相控阵超声波检测可以同时采集多个探头发送的信号，并通过计算和处理快速构建被检测物体的三维图像。
2.高精度检测：相控阵超声波检测可以将声束控制在较小范围内，从而减小误差和漏检率，提高检测精度。
3.非破坏性检测：相控阵超声波检测不会破坏被检测物体的结构，因此适用于对含有细小缺陷的物体的检测，例如钢管和铸件等。
4.广泛应用：相控阵超声波检测已广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑、医疗等领域。
总之，相控阵超声波检测是一种非常重要的超声检测技术。
它可以快速、精确地检测物体的缺陷，并生成可视化的三维图像，为工业和医疗领域提供了重要的帮助。
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。
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先进的无损检测技术，其基本思想来自于雷达电磁波相控阵技术。
相控阵超声波检测系统主要包括相控阵主机和相控阵探头，相控阵探头由多晶片（如8、16、24、32、60、64或128）组成，每个晶片形成一个独立的发射/接收单元。
通过控制各晶片的激发延迟时间，
可以改变各个晶片发射或者接收超声波的相位关系，得到所需的声束，实现对超声方向和焦点深度的改变控制。
在工业无损检测中，相控阵超声波检测方法主要用于检测材料和结构的内部缺陷。
通过使用不同的扫查器和探头，可以对各种材料和结构进行快速、准确的检测。
例如，可以对金属、复合材料、陶瓷等材料进行检测，也可以对管道、压力容器、航空航天器等结构进行检测。
相比传统的超声波检测方法，相控阵超声波检测方法具有更高的检测精度和可靠性。
它可以实现快速移动声束，对被检物体进行全面的检测，而且可以实时显示检测结果，方便对结果进行分析和评估。
在实际应用中，相控阵超声波检测方法需要经过专业的培训和实践才能熟练掌握。
同时，为了保证检测结果的准确性和可靠性，还需要注意探头的选择、扫查器的使用、耦合剂的选择等方面的问题。
相控阵超声检测方法
相控阵超声检测方法
相控阵超声检测方法是一种基于声波传播原理的非损伤性检测
方法，利用超声波在被测物体中的传播特性，获得被测物体内部的结构信息，用于检测缺陷、定位和评估材料的性能和可靠性等应用领域。
相控阵超声检测方法具有高分辨率、快速、准确、可靠等特点，可以被广泛应用于航空航天、汽车、电力、石化、医学等领域中，是一种重要的无损检测技术。
相控阵超声检测方法通过控制多个超声发射器向被测物体发射
超声波，并利用接收器接收反射回来的信号，再通过信号处理和成像算法，得到被测物体内部的结构信息。
该方法可以实现三维成像、定位和评估缺陷的大小、形状和位置等信息，对材料的质量和可靠性进行全方位的检测和评估。
相控阵超声检测方法在实际应用中具有一定的局限性，如探头的制造和维护成本高、对被测物体表面平整度要求高等。
但随着技术的不断发展，这些问题逐渐得到了解决，相控阵超声检测方法将在未来得到更广泛的应用和发展。
- 1 -。
超声相控阵检测技术的发展及应用
超声相控阵检测技术的发展及应用一、概述随着科学技术的不断发展和进步，各种新型的检测技术也不断涌现。
其中，超声相控阵检测技术作为一种非常重要的无损检测技术，在工业生产和医学诊断领域有着广泛的应用。
本文将就超声相控阵检测技术的发展历程和应用进行探讨。
二、超声相控阵检测技术的发展历程1. 超声相控阵检测技术的起源超声相控阵检测技术起源于上世纪50年代，最初是由医学领域引入工程技术，主要用于医学超声诊断。
随着工程技术的不断发展，超声相控阵检测技术逐渐应用到了工业领域中。
2. 超声相控阵检测技术的技术进步随着计算机技术和电子技术的快速发展，超声相控阵检测技术也得到了极大的改善和提升。
传统的超声波探头只能发送和接收单一方向的超声波信号，而超声相控阵探头可以通过控制多个单元晶片的工作时序，实现对被测物体内部的不同方向的超声波信号的发送和接收，大大提高了检测的效率和精度。
3. 超声相控阵检测技术的应用领域随着超声相控阵检测技术的发展，它已经广泛应用于医学影像学、航空航天、船舶制造、汽车制造、建筑工程等领域，成为现代工程技术领域中不可或缺的重要技术手段。
三、超声相控阵检测技术的应用1. 航空航天领域超声相控阵检测技术在航空航天领域的应用主要体现在航空器构件的无损检测和航天器的结构健康监测等方面。
由于超声相控阵检测技术具有高分辨率、多方向探测等特点，可以对飞机结构零部件进行高效、准确的无损检测，保障了航空器的飞行安全。
2. 医学影像学领域在医学影像学领域，超声相控阵检测技术已经成为医学影像学中最重要的成像技术之一。
与传统的B超、CT、MRI等成像技术相比，超声相控阵检测技术具有辐射小、成本低、操作简单等优点，非常适合于临床医学中的各种检查和诊断。
3. 工业生产领域在工业制造领域，超声相控阵检测技术也有着广泛的应用。
例如在汽车制造中，超声相控阵检测技术可用于汽车零部件的无损检测，保障汽车制造的质量。
在船舶制造中，超声相控阵检测技术可用于船体结构的无损检测，确保船舶的安全运行。
超声相控阵检测技术
智能化与自动化
借助人工智能和机器学习技术，超声相控阵检测技术正朝 着智能化和自动化方向发展，实现自动缺陷识别、自动报 告生成等。
面临的主要挑战
Байду номын сангаас
01
复杂形状与结构的检测
对于复杂形状和结构的部件，超声相控阵检测技术的适应性有待提高，
应用领域与前景
应用领域
超声相控阵检测技术可应用于各种金属和非金属材料的无损检测，如钢铁、铝合金、钛 合金、陶瓷、复合材料等。具体应用包括焊缝检测、铸件检测、锻件检测、管道检测、
压力容器检测等。
前景
随着新材料、新工艺的不断涌现和无损检测标准的不断提高，超声相控阵检测技术将朝着更高分辨率、更快 检测速度、更智能化等方向发展。同时，随着5G、物联网等新技术的不断发展，超声相控阵检测技术将实现
远程在线监测和实时数据分析等功能，为工业生产和质量控制提供更加便捷、高效的技术支持。
02
超声相控阵检测系
统组成
超声换能器阵列
01
02
03
线性阵列
由一排等间距的超声换能 器组成，用于一维扫描。
矩阵阵列
由二维排列的超声换能器 组成，可实现二维扫描和 三维成像。
环形阵列
由环形排列的超声换能器 组成，适用于管道、圆柱 形容器等特殊形状工件的 检测。
需要开发更先进的算法和探头设计。
02
信号处理与数据分析
随着检测精度的提高，产生的数据量也大幅增加，对信号处理和数据分
析提出了更高的要求。
03
成本与普及
虽然超声相控阵检测技术具有诸多优势，但其高昂的成本限制了其在一
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基于超声波成像的先进无损检测技术，可以应用于诸如医学诊断、材料缺陷检测、结构健康监测等领域。
以下是关于相控阵超声波检测方法的50条介绍和详细描述：1. 相控阵超声波检测方法利用多个发射和接收元件，实现了对被检测物体内部结构的高分辨成像。
2. 该方法可以对复杂结构进行全方位、高分辨率的检测，检测结果准确可靠。
3. 相控阵超声波检测方法通常包括超声波信号生成、传播、接收及成像等几个基本步骤。
4. 该方法依靠控制超声波波束的方向和焦距，可以实现对被检测物体不同深度的检测。
5. 相控阵技术可以实现对多个角度下的超声波成像，从而提高缺陷检测的全面性和准确性。
6. 与传统的单元素超声波探头相比，相控阵超声波检测具有更高的扫描速度和更大的覆盖范围。
7. 该方法可以进行实时成像，提高了检测效率和实时监控能力。
8. 相控阵技术可以通过合成孔径成像算法，实现对被检测物体的高分辨率成像，有效改善了成像质量。
9. 该方法对于表面粗糙、复杂几何形状的物体也具有较强的适应能力，可以实现全面、全方位的检测。
10. 相控阵超声波检测方法适用于金属、塑料、陶瓷等材料的缺陷检测，可以检测到裂纹、气孔、夹杂等缺陷。
11. 在医学领域，相控阵超声波检测方法可用于产前检查、器官检查等，对心脏、肝脏、肾脏等器官进行准确成像。
12. 相控阵技术还可以应用于海洋声纳领域，用于水下目标的成像和探测。
13. 该方法对于管道、容器等封闭结构的内部缺陷检测也有很好的应用前景。
14. 相控阵超声波检测方法可以通过多通道接收，进一步提高成像质量和精度。
15. 利用相控阵技术，可以进行三维成像，实现对被检测物体的全方位展现。
16. 该方法所需的硬件设备相对简单，成本较低，易于实施和推广。
17. 相控阵超声波检测方法还可以通过调制激励信号实现对不同频率超声波的发射和接收。
18. 该方法具有较强的抗干扰能力，可以应对复杂环境下的检测需求。
2024年超声相控阵检测技术培训课件
超声相控阵检测技术基于惠更斯原理和波的叠加原理。通过 控制每个换能器的激发时间，可以实现声波的聚焦和偏转； 通过控制换能器阵列中各个换能器的相位，可以实现声波的 扫描和成像。
发展历程及现状
发展历程
超声相控阵检测技术经历了从单一阵元到多元阵元、从手动扫描到自动扫描、 从单一功能到多功能集成的发展历程。随着计算机技术和信号处理技术的不断 发展，超声相控阵检测技术的检测精度和效率不断提高。
超声相控阵检测技术培训课件
目 录
• 超声相控阵检测技术概述 • 超声相控阵检测系统组成 • 超声相控阵检测关键技术 • 实际操作流程与注意事项 • 故障诊断案例分析 • 培训总结与展望
01
超声相控阵检测技术概述
定义与原理
定义
超声相控阵检测技术是一种利用超声波在介质中传播时的反 射、折射和散射等特性，通过控制多个超声换能器的激发时 间和相位，实现声波的聚焦、偏转和扫描等功能的无损检测 技术。
信噪比。
噪声抑制
02
通过硬件和软件手段，降低系统噪声和外部干扰，提高检测可
靠性。
信号平均处理
03
对多次采集的信号进行平均处理，以减小随机误差和噪声影响
。
04
实际操作流程与注意事项
设备启动与参数设置
设备启动步骤
打开电源，启动超声相控阵检测设备，进行系统 自检。
参数设置要点
根据被检测对象的材料和厚度，设置合适的超声 频率、声束角度、聚焦深度等参数。
收获了宝贵的经验和友谊
学员们纷纷表示，在培训过程中不仅学到了知识和技能，还结识了许多志同道合的同行 和朋友，收获了宝贵的经验和友谊。
未来发展趋势预测
1 2 3
技术不断创新和升级
火力发电厂无损检测新技术之相控阵超声检测技术简介
火力发电厂无损检测新技术之相控阵超声检测技术简介相控阵超声检测技术，是通过控制换能器阵中各阵元的激励脉冲时间延迟，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，达到聚焦和声束偏转的效果，实现缺陷检测的技术。
相控阵工作原理：多个换能器阵元按一定形状、尺寸排列，构成超声阵列换能器，分别调整每个阵元发射信号的波形、幅度和相位延迟，使各阵元发射的超声子波束在空间叠加合成，从而形成发射聚焦和声束偏转等效果。
换能器发射的超声波遇到目标后产生回波信号，其到达各阵元的时间存在差异。
按照回波到达各阵元的时间差对各阵元接收信号进行延时补偿，然后相加合成，就能将特定方向回波信号叠加增强，其他方向的回波信号减弱甚至抵消。
同时，通过各阵元的相位、幅度控制以及声束形成等方法，形成聚焦、变孔径、变迹等多种相控效果。
图1 相控阵工作原理相控阵换能器最显著的特点是可以灵活、便捷而有效地控制声束形状和声压分布，其声束角度、焦柱位置、焦点尺寸及位置在一定范围内连续、动态可调；而且探头内可快速平移声束。
与常规超声检测技术相比，相控阵超声检测技术的优势在于：（1）不移动探头或尽量少移动探头可扫查厚大工件和形状复杂工件的各个区域，成为解决可达性差和空间限制问题的有效手段。
（2）用单轴扇形扫查替代栅格形扫查可提高检测速度。
（3）通常不需要复杂的扫查装置，不需更换探头就可实现整个体积或所关心区域的多角度多方向扫查。
（4）优化控制焦柱长度、焦点尺寸和声束方向，在分辨力、信噪比、缺陷检出率等方面具有一定的优越性。
（5）原生数据丰富，有多种显示方式，便于数据分析和长期保存。
在电力行业设备及装置中，厚壁工件、粗晶材料和复杂形状工件较多，应用相控阵技术可提高检效率，扩大超声检测应用范围，取得良好的经济效益和社会效益。
主要的应用对象有：（1）汽轮机转子叶根、轮槽和键槽；（2）汽轮机焊接隔板；（3）小径管焊缝；（4）电厂管道及角焊缝等。
超声波相控阵检测原理和应用
超声波相控阵检测原理和应用一、原理1.超声波的传播特性：超声波是一种机械波，其传播速度随着介质的密度和弹性变化而变化。
在介质中传播时，超声波会发生折射、反射、散射等现象，这些现象提供了成像和检测的基础。
2.相控阵技术：超声波相控阵技术是通过调节超声波发射源和接收阵列的相位差来实现波束的转向和调节。
通过调整发射机的相位差、脉冲宽度和幅度，可以实现超声波的定向发射。
同时，通过接收阵列的处理和计算，可以实现波束的转向和聚焦。
3.接收信号处理：在超声波相控阵检测中，接收到的信号将经过一系列的处理和计算。
通常会采集多个接收阵列上的信号，并进行幅度衰减、相位调整和矩阵运算等处理，最终得到目标物体的成像结果。
二、应用1.非破坏性检测：超声波相控阵检测技术可以对物体进行非破坏性的检测，无需直接接触目标物体，可以避免对物体造成损伤。
2.成像效果好：相比传统的超声波成像技术，超声波相控阵检测具有更好的分辨率和图像质量，可以更清晰地显示目标物体的特征。
3.检测范围广：超声波相控阵检测技术可以应用于各种不同材料的检测，包括金属、塑料、陶瓷等材料，适用于检测多种缺陷和异常。
基于以上原理和优点，超声波相控阵检测技术在很多领域有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：1.医学领域：超声波相控阵检测技术在医学领域中被广泛应用于人体的各种检查和诊断，如超声心动图、超声CT等。
通过超声波的成像，可以对人体内部的器官、组织和血管等进行检查和诊断，具有较高的精度和安全性。
2.材料检测：超声波相控阵检测技术可以用于各种材料的缺陷检测和质量评估，如金属的焊缝检测、陶瓷材料的裂纹检测等。
通过超声波的成像，可以对目标物体的内部结构和缺陷进行评估和分析。
3.航空航天领域：超声波相控阵检测技术可以用于航空航天领域的飞机结构检测和维护，如飞机机翼的疲劳裂纹检测、飞机结构的完整性检测等。
通过超声波的成像，可以及时发现和修复结构中的缺陷和损伤，提高飞机的安全性和可靠性。
相控阵超声检测标准
相控阵超声检测技术标准与实践一、相控阵超声检测技术简介相控阵超声检测技术是一种基于超声波的检测方法，通过相控阵列换能器实现超声波的聚焦和偏转。
其原理是利用高频超声波在材料中传播时遇到不同界面产生的反射和折射现象，通过接收和处理这些回波信号，实现对材料内部结构的无损检测。
相控阵超声检测技术自20世纪90年代问世以来，凭借其高分辨率、高精度和高可靠性等优势，迅速在多个领域得到广泛应用。
二、检测应用领域相控阵超声检测技术在多个行业中都发挥着重要的作用，以下是其主要应用领域：1.工程建筑：用于混凝土结构、钢结构等材料的无损检测，确保结构的完整性。
2.石油化工：对管道、压力容器等设备进行定期检测，预防潜在的安全隐患。
3.航空航天：用于飞机零部件、发动机叶片等关键部件的无损检测，确保飞行安全。
4.轨道交通：对高铁、地铁车辆的车体材料进行检测，确保运行安全。
5.新能源：对风力发电机叶片、太阳能板等新能源设备的无损检测。
三、技术标准与规范相控阵超声检测技术的标准与规范主要涉及以下几个方面：1.检测方法：应明确规定检测方法，如单晶、多晶、线性或扇形扫描等。
2.仪器设备：应规定相控阵超声检测设备的性能参数、校准和维护等方面的要求。
3.操作流程：应明确检测前准备、数据采集、数据处理和结果解释等步骤的具体操作要求。
4.数据分析与解释：应规定数据的分析方法、缺陷评定原则和结果表达方式。
5.安全与环保：应规定检测过程中的安全措施和环保要求。
四、数据分析与解释相控阵超声检测技术的数据分析主要包括以下步骤：1.数据预处理：去噪、增益调整等，以提高数据质量。
2.成像处理：通过信号处理技术，将原始数据转换为可视化的超声波图像。
3.缺陷识别：通过图像处理技术，识别并定位材料中的缺陷。
4.定量与分类：根据缺陷的尺寸、形状等信息，对缺陷进行分类和定量分析。
5.解释与评估：结合专业知识，对缺陷的性质和潜在影响进行解释和评估。
五、检测质量控制与改进措施为确保相控阵超声检测技术的质量和准确度，应采取以下措施：1.人员培训：定期对操作人员进行技术培训和考核，提高其专业水平。
相控阵超声波检测的工作原理
相控阵超声波检测的工作原理相控阵超声波检测是一种应用广泛的无损检测技术，它通过利用超声波的传播特性和波束控制技术来实现对被测物体进行检测和成像。
在工业、医学和其他领域，相控阵超声波检测已经发挥了重要的作用。
一、工作原理1. 超声波传播原理相控阵超声波检测利用超声波在材料中传播的特点。
当超声波穿过材料时，会与材料中的界面、缺陷或其他特征相互作用。
超声波在不同介质中的传播速度会发生变化，这种变化会导致超声波发生反射、散射、衍射和透射。
通过测量超声波的传播时间和幅度变化，可以获得材料内部的信息。
2. 波束控制原理相控阵超声波检测采用了波束控制技术。
波束是指超声波在空间中的传播路径和形状。
传统的单元超声波探头只能发射固定方向的超声波，而相控阵超声波探头通过控制每个单元的发射时间和振幅，可以改变波束的方向和形状。
通过调整发射时间和振幅的组合，可以形成斜向、聚焦和二维扫描等多种波束。
3. 接收和图像成像当超声波的探头发射超声波后，当波束与材料中的缺陷或界面相互作用时，部分能量会被反射回来。
接收到的超声波信号经过放大、滤波和数字化处理后，通过算法和计算机的处理，可以生成图像。
二、优势与应用相控阵超声波检测具有以下优势：1. 高分辨率：相控阵超声波检测的波束控制技术可以实现对检测目标的高分辨率成像。
通过调整波束的形状和方向，可以获得更详细的缺陷信息。
2. 实时性：相控阵超声波检测可以实时捕捉到超声波信号，并通过快速的信号处理和图像重建算法，实现实时成像和检测。
3. 非接触性：相控阵超声波检测可以通过空气传播超声波，无需与被测对象直接接触，适用于各种不同形状、温度和表面条件的被测物体。
相控阵超声波检测在各个领域有广泛应用：1. 工业领域：常用于对金属、塑料、陶瓷等材料进行缺陷检测，如焊接接头、铸件和复合材料中的裂纹、气孔等缺陷。
2. 医学领域：用于医学成像和疾病诊断，如超声心动图、乳腺超声检查等。
3. 航空航天领域：用于对飞机发动机叶片、航空航天结构件等的缺陷检测。
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focal point
31
相控阵超声检测技术
检测结果展示
scanning
G3 – planar Surface
-2.0dB G3 0dB (ref)
Distortion of 5mm
-4.0dB G7 -3.5dB
G7 – Irregular Surface
32
相控阵超声检测技术
案例2：
elbow
21
相控阵超声检测技术
Basics of a phased array :
CIVA Simulation of the beam radiated by a phased array probe
focusing point
Choose focal spot Compute delay-law for each element Monitor hardware focallaws for each channel
柔性超声探头检测系统应用
案例1：
profilometer
2D Flexible MecThraanniscdaul cer
system
data from profilometer
US channels
32 linear piezoelectric elements max mechanical travel : 15 mm
现代相控阵探伤仪
Phasor XS
7
相控阵超声检测技术 二、常规超声探伤基础知识
纵波直探检测
横波斜探检测
常规超声探伤特点：一次只能单一角度的超声波发射和接收！ 8
相控阵超声检测技术
超声脉冲法探伤原理
A B C D
A
B
C
D
9
相控阵超声检测技术
常规超声探头
常规超声探伤仪
10
相控阵超声检测技术 三、相控阵超声探伤技术 Phased Array Technology
Complex components : The solid wedge is not adapted to changing geometries
28
相控阵超声检测技术
柔性探头的好处在哪儿 ？
Cladding
Weld crown
柔性探头可实现探头与被检物件表面的良好贴合。
29
相控阵超声检测技术
医用B超
便携式相控阵探伤仪
特点：同一探头可实现多个角度的超声波扫描！
11
相控阵超声检测技术
1、超声相控阵技术概述
超声相控阵采用压电阵元组成阵列换能器，实现声束的相 控发射与接收。在70年代，医学诊断设备首先采用了相控阵技 术进行动态聚焦。在以后的10年中，这一技术迅速发展，并应 用于材料无损评价（NDE）领域。
Multi layer Carbon fiber sample
120 mm
20 mm
350 mm
38
相控阵超声检测技术
3、相控阵技术检测特殊材料
3 mm Composite 5 mm radius
Active elements
39
相控阵超声检测技术
4、车轴超声相控阵检测系统
特点： 1. 高效全自动，检测时间约 5分钟； 2. 64通道相控阵技术； 3. 单个阵列探头取代多个不同角度
33
Nozzle
相控阵超声检测技术 全自动超声检测系统
——柔性相控阵探头＋机器人
34
相控阵超声检测技术 四、相控阵超声探伤应用
1、在线管材自动检测
Helicoidal
Motion
Axial & Skewed Cracks
Transversal (circumferential)
Thickness change
Crack
Smooth defect
Delamination
Customed techniques for any kind of defects 35
相控阵超声检测技术
Tube length & defect positioning
UT TESTING
SYSTEMS
OPERATOR ELECTRONIC
超声相控阵收发控制电路
13
相控阵超声检测技术
相控阵探头的晶片是在一个母晶片上分割出许多小晶片。 各小晶片由各自的称作“聚焦规则”的时延电路所驱动。
发射控制模式：多个换能器阵元按一定形状、尺寸排列，
构成超声阵列换能器，分别调整每个阵元发射信号的波形、
幅度和相位延迟，使各阵元发射的超声子波束在空间叠加合
中国目前是一个无损检测大国，但还不是无损检测强国！
5
相控阵超声检测技术
2、无损检测之源——传感器技术的研究
利用新型智能传感器，并将传感器、信号处理和计算机集 成到一个微系统中，这一领域的发展也将为无损检测技术的发 展提供新的空间。
6
相控阵超声检测技术
3、超声探伤历史变迁
1949年 第一台脉冲反射式超声波探伤仪
22
相控阵超声检测技术
相控阵技术演示软件 23
相控阵超声检测技术
3、相控阵探头
常规探头
VS
相控阵探头
1D/Linear
Encircling arrays
Dual RT
Annular
Sectorial
2D/Matrix
24
相控阵超声检测技术
普通压电晶片
复合压电晶体制作过程
25
相控阵超声检测技术
传统压电探头
超声相控阵探头
12
相控阵超声检测技术
超声相控阵收发控制电路
传统探头采用一个压电晶片产生超声波，其传播是预先设 定的，在一个确定的角度只产生一个固定的声束。而超声相控 阵则使用多个小的压电晶片元件。这些小的压电晶片元件组成 的组件辐射的总能量形成超声声束。
Trig P/R Crystal
《传感器及其应用》
讲师：彭朝勇 2010.5.3
1
相控阵超声检测技术
第8讲 相控阵超声波检测技术
便携式相控阵超声探伤仪
超声B扫图
2
相控阵超声检测技术
目录
1、17th WCNDT——08年上海 2、常规超探基础知识 3、相控阵超声探伤技术 4、相控阵超声探伤应用
3
相控阵超声检测技术
一、第17届 WCNDT
成，从而形成发射聚焦和声束偏转等效果。
14
相控阵超声检测技术
2、相控阵超声技术基本原理
声波方向控制
同一相控阵超声探头，可以控制产生不同的输出波形和
能量聚焦，适用于不同的检测需要。
15
相控阵超声检测技术
相控阵扇形扫查及结果显示
扇形扫查，角度范围大，同时发现多个缺陷，检测效率更高1。6
相控阵超声检测技术
各种相控阵探头实物照片
2D/Sectorial
2D/Matrix
Dual element matrix
Flexible 2D/3D
26
相控阵超声检测技术
4、柔性相控阵探头
柔性相控阵探头
27
相控阵超声检测技术
柔性探头的好处在哪儿 ？
Butt-weld (2D)
nozzle (3D)
No acoustical coupling
Delay P/R Crystal
Delay P/R Crystal
Delay P/R Crystal
Trig
Delay P/R Crystal
Delay P/R Crystal
Delay P/R Crystal
Delay P/R Crystal
Delay P/R Crystal
传统压电收发控制电路
• global error < 2 %
• time loop : 1ms
30
相控阵超声检测技术
柔性相控阵探头检测应用
Composed with 24 elements aperture : 4m 40 mm
reconstructed Profile
斜探头； 4. 声场覆盖率和缺陷检出率高； 5. 检测时无需卸下车轮和刹车盘； 6. 检测结果对检测区域以彩色方式
显示，非常直观。
40
相控阵超声检测技术
Test area 检测区域
Coupling area 耦合区域
41
检测任务
相控阵超声检测技术
在线TD 图像显示
42
超声波探伤技术
评 估 图 像（带3个刹车盘的轮对）
相控阵超声检测技术
相控阵超声技术在线检测管材
Phased array probes
37
相控阵超声检测技术
2、复合材料检测
Electronic scanning is used to enlarge the inspected zone and decrease the inspection time
WCNDT： World Conference on Non Destructive Testing
17th WCNDT, 于2008年10月在上海展览中心举办。
4
相控阵超声检测技术
1、17届WCNDT的口号
中国上海 17th WCNDT： 让中国的无损检测走向世界，让世界了解中国的无损检测。 Let the world understand China’s NDT; Let china’s NDT move toward the world.
Thickness measurement
Axial and skewed cracks detection
Transversal crack
detection