超声相控阵
相控阵超声成像与检测设备课件
增益
延时
39
.
接收增益线性
ß 显示高度线性-放大器线性 ß 幅度控制线性-增益控制精度 ß 时基线性
40
.
41
.
42
.
43
.
44
.
45
.
46
.
47
.
ß 非主平面
Þ 检测范围内声束-6dB宽度沿深度的轮廓线
22
.
声束指向极限
23
.
声束指向极限
24
.
声束指向极限
25
.
声束指向极限
26
.
晶元活性和校准
ß 在统一灵敏度的平面反射体条件下，独立 检测各个阵元的是否发射，接收灵敏度。
ß 接收灵敏度应在建立延时法则时进行补偿。
27
.
晶元活性和校准
ß 电脑控制同步延时控制各阵元发射和接收 相位，干涉叠加合成各种波阵面和声束。
11
.
相控阵的功能
ß 改变声束位移 ß 改变的声束角度 ß 改变聚焦距离和聚焦特性
12
.
改变声束角度
13
.
改变聚焦距离
14
.
改变声束位移
ß 每次发射与接收用相控阵探头的一部分阵 元合成声束
ß 每次发射与接收所用的阵元组合在整个阵 列中依次移位
32
.
幅度补偿
33
.
幅度补偿
34
.
幅度补偿
35
.
延时补偿
36
.
延时补偿
37
.
延时补偿
38
.
幅度和延时补偿
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
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。
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。
相控阵超声检测施工方案
相控阵超声检测施工方案1. 引言相控阵超声检测（Phased Array Ultrasonic Testing）是一种应用于工程领域的无损检测技术。
它利用多个发射和接收元件以不同的时间和幅度控制超声波的发射和接收方向，从而实现对被测物体内部缺陷的检测和成像。
本文将介绍相控阵超声检测施工方案的相关内容。
2. 设备准备相控阵超声检测需要使用一系列设备，包括超声波发射和接收探头、相控阵超声检测仪、计算机等。
2.1 超声波发射和接收探头超声波发射和接收探头是相控阵超声检测的核心组件。
它通常由多个单元组成，每个单元都可以独立发射和接收超声波信号。
这些单元可以根据需要调整发射角度和焦点位置，实现对被测物体不同方向的扫描。
2.2 相控阵超声检测仪相控阵超声检测仪是用于控制和驱动超声波发射和接收探头的设备。
它可以通过控制超声波的幅度、相位和时间来调整超声波的发射和接收方向。
相控阵超声检测仪还可以接收和处理探头返回的信号，实现对被测物体内部缺陷的检测和成像。
2.3 计算机计算机是用于控制和管理相控阵超声检测仪的设备。
通过与相控阵超声检测仪连接，计算机可以实现对检测参数的设置、检测数据的采集和处理、缺陷成像的显示等功能。
3. 施工准备在进行相控阵超声检测前，需要进行一些施工准备工作。
3.1 检测目标准备首先需要确定待检测的目标物体，并清理目标物体表面的杂质和涂层，以保证超声波的传播和接收的质量。
对于较大的目标物体，可以使用支架将其稳定固定，并确保目标物体与超声波发射和接收探头的接触良好。
3.2 系统校准在进行正式的相控阵超声检测前，需要对设备进行校准。
这包括对超声波发射和接收探头进行灵敏度和位置的校准，以及对相控阵超声检测仪的参数进行调整和校准。
校准的目的是确保检测系统的准确性和可靠性。
4. 检测操作步骤以下是相控阵超声检测的一般操作步骤：4.1 设定检测参数在计算机上设置相控阵超声检测仪的工作参数，包括发射和接收的角度范围、探头的配置参数等。
相控阵超声有效激活孔径
相控阵超声有效激活孔径
相控阵超声技术是一种先进的超声成像技术，它利用多个发射
和接收元件来实现对目标区域的高分辨率成像。
相控阵超声技术在
医学影像、无损检测和工业领域有着广泛的应用，而近年来，人们
发现相控阵超声技术还可以用于有效激活孔径，这为一些特殊领域
的应用带来了新的可能性。
在传统的超声成像技术中，超声波的传播路径受到限制，往往
只能在较浅的组织深度进行成像。
而相控阵超声技术通过控制多个
发射和接收元件的相位和幅度，可以实现对目标区域的三维成像，
同时具有更高的分辨率和深度。
这种能力使得相控阵超声技术在医
学上有着巨大的应用前景，可以用于更精确地诊断疾病和指导手术。
除了在医学领域，相控阵超声技术还可以应用于一些特殊的领域，比如微流控、微操控和微加工。
在这些领域中，需要对微小孔
径进行激活或者探测，传统的方法往往难以实现高分辨率和精确控制。
而相控阵超声技术可以通过控制超声波的传播路径和焦深，实
现对微小孔径的有效激活和探测，为微流控和微加工提供了新的可
能性。
总的来说，相控阵超声技术的发展为超声成像技术带来了新的突破，使得超声技术在医学影像、无损检测和工业领域有着更广泛的应用。
相信随着技术的不断进步，相控阵超声技术在更多领域将会有着更广泛的应用前景，为人类社会的发展带来更多的可能性。
1-第一章超声相控阵技术基本概念
1-第⼀章超声相控阵技术基本概念第⼀章超声相控阵技术的基本概念本章描述超声波原理、相控阵延时（或聚焦定律）概念，并介绍R/D公司研制的相控阵仪器设备。
1.1 原理超声波是由电压激励压电晶⽚探头在弹性介质（试件）中产⽣的机械振动。
典型的超声频率范围为0.1MHz～50MHz。
⼤多数⼯业应⽤要求使⽤0.5MHz～15MHz的超声频率。
常规超声检测多⽤声束扩散的单晶探头，超声场以单⼀折射⾓沿声束轴线传播。
其声束扩散是唯⼀的“附加”⾓度，这对检测有⽅向性的⼩裂纹可能有利。
假设将整个压电晶⽚分割成许多相同的⼩晶⽚，令⼩晶⽚宽度e远⼩于其长度W。
每个⼩晶⽚均可视为辐射柱⾯波的线状波源，这些线状波源的波阵⾯会产⽣波的⼲涉，形成整体波阵⾯。
这些⼩波阵⾯可被延时并与相位和振幅同步，由此产⽣可调向的超声聚焦波束。
超声相控阵技术的主要特点是多晶⽚探头中各晶⽚的激励（振幅和延时）均由计算机控制。
压电复合晶⽚受激励后能产⽣超声聚焦波束，声束参数如⾓度、焦距和焦点尺⼨等均可通过软件调整。
扫描声束是聚焦的,能以镜⾯反射⽅式检出不同⽅位的裂纹。
这些裂纹可能随机分布在远离声束轴线的位置上。
⽤普通单晶探头，因移动范围和声束⾓度有限，对⽅向不利的裂纹或远离声束轴线位置的裂纹，漏检率很⾼（见图1）。
图﹡﹡常规图1-2 脉冲发⽣和回波接收时的声束形成和时间延迟（同相位、同振幅）图1-3 超声波垂直（a ）和倾斜（b ）⼊射时声束聚焦原理发射接收超声波探伤仪超声波探伤仪触发相控阵控制器相控阵控制器脉冲激励阵列探头缺陷缺陷⼊射波阵⾯反射波阵⾯回波信号Σ接收延时延时 [ns]延时 [ns]转⾓产⽣的波阵⾯产⽣的波阵⾯阵列探头阵列探头为产⽣同相位、有相长⼲涉的声束，⽤有微⼩时差的电脉冲分别激励阵列探头各选⽤晶⽚。
来⾃材料中某⼀焦点（如缺陷等）的回波，以⼀定时差返回各换能器单元，见图1-2。
在信号汇合前，各换能器晶⽚上接收到的回波信号均有时差。
信号汇合后形成的A-扫描图形，显⽰了材料中某⼀焦点的回波特性，也显⽰了材料中其它各点衰减各异的回波特性。
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。
相控阵超声检测技术
相控阵超声检测技术嘿，朋友们！今天咱来聊聊相控阵超声检测技术，这可真是个了不起的玩意儿啊！你想想看，我们平常检查东西，就像是在黑夜里摸瞎，不知道里面到底啥情况。
但有了相控阵超声检测技术，那就好比给我们安上了一双超级眼睛，可以清楚地看到物体内部的状况。
这难道不神奇吗？相控阵超声检测就像是一个神奇的侦探，能把那些隐藏在材料深处的小秘密都给挖出来。
它可以检测各种材料，从金属到塑料，从大机器到小零件，就没有它搞不定的。
这多厉害呀！它的工作原理呢，其实也不难理解。
就好像一群小士兵，排好队听指挥，一起发出声波，然后根据声波的反馈来了解情况。
这些小士兵可机灵了，能快速地调整自己的位置和角度，确保把每个角落都检查得仔仔细细。
而且啊，相控阵超声检测技术还有一个特别牛的地方，就是它特别精准。
不像有些检测方法，马马虎虎的，结果让人心里没底。
它就像是一个精确的狙击手，指哪打哪，一瞄一个准。
这对于那些要求特别高的行业来说，简直就是大救星啊！比如说在航空航天领域，那可都是高精尖的东西，一点点小问题都可能引发大灾难。
相控阵超声检测技术就能帮他们早早地发现问题，及时解决，避免出现大麻烦。
这就好比是给飞机装上了一道保险，让我们坐飞机的时候也能更安心。
在医疗领域，它也能大显身手呢！可以帮助医生更清楚地了解病人身体内部的情况，更好地进行诊断和治疗。
你说，这是不是很厉害？咱再想想，如果没有相控阵超声检测技术，那得有多少问题发现不了啊！那些隐藏的裂缝、缺陷，说不定啥时候就爆发出来，造成严重的后果。
但有了它，我们就可以提前发现，提前解决，把危险扼杀在摇篮里。
总之，相控阵超声检测技术就是我们的好帮手，让我们能更清楚地看到这个世界，让我们的生活变得更安全、更可靠。
它就像是一盏明灯，照亮了我们探索未知的道路。
难道你不想多了解了解它吗？相信我，一旦你深入了解了它，你一定会对它赞不绝口的！相控阵超声检测技术，真的太棒啦！。
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
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
超声相控阵技术简介
B（Brightness）型显示 （亮度-时间-扫查记录）
扫 查 距 离 时间 B扫图像 显示扫查距离+声程距离二维空间的幅度信息的二维图像 图像中的每个点： 一维位置表示探头扫查距离，以毫米等为单位，通常是用编码器等机械移动传感器测 量量。 另一维位置表示传输延时或声程、深度、距离等。其中传输延时是直接测量量。而声 程、深度、距离是经声速、角度投影等比例系数传递的间接测量量。 用亮度或 色度表示信号的幅度。
• 扇扫的各个声束具有相同的合成孔径，聚焦深度具有一定规律，可以 用等声程聚焦，等深度聚焦或等距离聚焦。 • 扫描范围随深度增加而扩大，探头体积小，耦合面小，检测灵活
复合扫描
多个入射角度的线扫图像叠加
扇扫图像连续平移扫描，各个图像数据叠加
二维阵列扫描三维成像
采用二维阵列在两个方向控制 声束扫描，形成三维图像数据， 以一定的切面显示图像
二维阵列
矩阵 lo-theta阵列
阵元数大。 阵元小。 二维控制。
准二维阵列
矩阵 周向环阵
阵元数不大。 阵元不小。 二维控制。
相位延时
• 相位延时
• 比载波周期更短
或更精确的延时
• 脉冲延时
• 脉冲包络尺度的 延时
声束特征
• 起点位置 • 辐射方向 • 有效宽度（宽度轮廓）
声束位置控制
• 控制阵列探头各晶片的开
• 孔径-辐射源的尺寸
• 形成合成声束的所有晶片的集合，
称为合成孔径。合成孔径是探头
晶片阵列的全部或一部分，描述 为中心位置，晶片间距，晶片数
量或总体尺寸
延时法则（聚焦法则）-定义
• 延时法则（delay law）是指形成某个合成声束时，阵列所有晶片
相控阵超声检测原理
相控阵超声检测原理相控阵超声检测是一种基于超声波的无损检测技术，广泛应用于工业、医学等领域。
它通过利用多个发射和接收元件的阵列，实现对被测物体内部结构的成像和缺陷检测。
本文将介绍相控阵超声检测的原理和应用。
一、原理概述相控阵超声检测利用超声波在被测物体中的传播和反射特性，通过控制发射和接收元件的激励信号和接收信号的时序和幅度，实现对被测物体内部结构的成像和缺陷检测。
相控阵超声检测的原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 发射：通过控制发射元件的激励信号，产生超声波信号并向被测物体发送。
2. 接收：接收元件接收被测物体中反射回来的超声波信号。
3. 时序控制：通过控制接收元件的接收时序，实现对不同深度的信号进行接收。
4. 幅度控制：通过控制接收元件的接收信号幅度，实现对不同深度的信号进行增益调节。
5. 数据处理：对接收到的信号进行处理，包括滤波、增益调节、图像重建等，最终得到被测物体的图像或缺陷信息。
二、应用领域相控阵超声检测在工业和医学领域有着广泛的应用。
1. 工业领域：相控阵超声检测可以用于材料的缺陷检测和结构的成像。
例如，在航空航天领域，可以利用相控阵超声检测技术对飞机结构进行无损检测，及时发现隐蔽缺陷，确保飞行安全。
在制造业中，可以利用相控阵超声检测技术对焊接接头、铸件等进行质量检测，提高产品的可靠性和安全性。
2. 医学领域：相控阵超声检测在医学影像领域有着广泛的应用。
例如，在超声诊断中，可以利用相控阵超声检测技术对人体内部器官进行成像，帮助医生进行疾病诊断和治疗。
相比于传统的B超技术，相控阵超声检测可以提供更高的分辨率和更丰富的图像信息，有助于提高诊断准确性。
三、优势和挑战相控阵超声检测相比于传统的超声检测技术具有以下优势：1. 高分辨率：相控阵超声检测可以通过控制发射和接收元件的位置和时序，实现对被测物体的高分辨率成像。
2. 实时性：相控阵超声检测可以实时获取被测物体的图像或缺陷信息，对于一些需要快速检测的应用场景非常适用。
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。
超声相控阵阵列类型
超声相控阵阵列类型超声相控阵（Phased Array）是一种利用多个超声探头组成的阵列来进行检测和成像的技术。
相控阵技术通过控制每个探头的发射和接收时间，实现对不同方向的聚焦和扫描，从而提高了超声检测的准确性和灵活性。
根据阵列的不同类型，超声相控阵可以分为线性阵列、二维阵列和环形阵列等。
一、线性阵列线性阵列是最简单、最常见的超声相控阵阵列类型。
它由一排平行排列的探头组成，每个探头都可以独立发射和接收超声信号。
通过控制每个探头的相位和幅度，可以实现对焦点的精确控制和扫描范围的调整。
线性阵列适用于对平面结构的检测，如板材、管道等。
二、二维阵列二维阵列是一种更复杂的超声相控阵阵列类型。
它由多行多列的探头组成，每个探头都可以独立发射和接收超声信号。
通过控制每个探头的相位和幅度，可以实现对焦点的精确控制和扫描范围的调整。
二维阵列可以实现对不同深度和不同方向的检测，适用于复杂结构的检测，如涡流管、焊缝等。
三、环形阵列环形阵列是一种特殊的超声相控阵阵列类型。
它由一圈探头组成，每个探头都可以独立发射和接收超声信号。
通过控制每个探头的相位和幅度，可以实现对焦点的精确控制和扫描范围的调整。
环形阵列适用于对轴对称结构的检测，如轴承、齿轮等。
四、其他类型除了上述常见的超声相控阵阵列类型，还有一些其他类型的阵列。
例如，半圆阵列可以在有限的空间内实现更大的探测范围；碟形阵列可以实现更高的发射和接收能量；双平面阵列可以实现对多个方向的同时检测。
这些特殊类型的阵列在特定的应用领域具有独特的优势。
总结超声相控阵阵列类型多种多样，每种类型都有自己的特点和适用范围。
线性阵列适用于对平面结构的检测，二维阵列适用于复杂结构的检测，环形阵列适用于轴对称结构的检测。
其他特殊类型的阵列可以在特定的应用领域发挥重要作用。
随着技术的不断发展，超声相控阵将在更多领域得到广泛应用，并为工业检测和医学影像等领域带来更多的福利。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
工业应用-仪器类型
快扫型(QuickScanTM PA)： 价格较低, 系统装有导轨, 脉冲重复频率高，特适于管 子等高生产率工件的检测。 层扫型(Tomo ScanⅢPA )： 是R/ D 公司制造的高端相控 阵设备，类似于层扫聚焦型 (Tomo ScanFOCUS)，但数据 转换率特高，分辨率更优。 原为电站应用而研制, 能为 要求收集大量数据和高信噪 比的检测应用提供有利条件。
工业探头
工业应用-仪器类型
全扫型(OmniScanTM )：便携式, 低价, 用 电池操作, 有自主相控阵装置,可手动或半 自动或全自动检测。通常用于腐蚀测绘、缺 陷检测、查验认证, 特轻巧便捷。 层扫聚焦型( TomoScan FOCUS ) ：是最早推出 的工业用R/ D 相控阵设备, 已用于高端试验室、 电站、石化、航天等行业。有几百台设备在应用 中。
TOFD显示
相控阵与TOFD 并驾齐驱, 可取长补短, 优化检测, 常用于压力管道和锅炉、压力容器焊接接头的自 动检测。100%检测结果可同时展示在 一幅汇总图上。
工业探头
线型阵列探头是工业上最常用的相控 阵探头。 其主要优点是: 易设计、易制造、易 编程和模拟, 带楔块、直接接触或水 浸法均易使用, 成本较低, 有通用性。
超声相控阵技术 PAUT
曹瑞 2015-1-6
主要内容
1. 简介 2.检测& 图像显示
3.工业探头
4.工业应用
超声相控阵技术
常规超声检测多用声束扩散的单晶探头 假设将整个压电晶片分割成许多相同的小晶片, 令小晶片宽 度e 远小于其长度W。每个小晶片均可视为辐射柱面波的线 状波源, 这些线状波源的波阵面就会产生波的干涉, 成整体 波阵面。这些小波阵面可被延时并与相位和振幅同步, 由此 产生可调向的超声聚焦波束。
工业应用-实例
THANK YOU ！
技术介绍-特点
主要特点： 多晶片探头中各晶片的激励( 振幅和延时) 均由计算机控制。
声束单晶探头
阵列多晶探头
工作机理
检测&图像显示
按操作模式：自动、半自动和手动三种。 按探头和声束动态特征、探测数据采集方式, 自动和半自动 检测又分为： 双向、单向、直线、转角、螺旋和螺线6种基本扫查模式。 按工件形状和取用坐标, 还可定制特殊的扫查模式。
检测&图像显示
相控阵超声扫查的基本图像显示分9 种:
A、B、C、D、S、极坐标、带状、TOFD及组合显示
检测管类或圆筒形工 件时, 采用极坐标显 示图像, 可展示缺陷 周向分布和径向深度。
S显示
S(扇形)显示是相控阵检测最常用的显示。通常用 校正的S 显示使检测结果可视化, 并进行图像评 析。
典型的S 显示是用相同阵元和相同焦距通过一 定角度范围的扫查获得的。其水平轴对应于投 影距离( 试件宽度), 而垂直轴对应于深度