線陣探頭相控陣超聲檢測(cè)

基于相控陣對(duì)聲束的控制原理,采用模擬軟件CIVA對(duì)聚焦聲場(chǎng)進(jìn)行模擬.通過改變探頭單組激發(fā)晶片數(shù)目,頻率和聚焦深度,分析三者之間的關(guān)系;結(jié)合人工缺陷的實(shí)際檢測(cè)結(jié)果,探討聚焦與不聚焦檢測(cè)的實(shí)施方法.試驗(yàn)表明,采用相控陣超聲進(jìn)行聚焦檢測(cè)時(shí)存在焦點(diǎn)與聲壓位置的重合區(qū)和分離區(qū),且合適的聚焦區(qū)域在近場(chǎng)區(qū)范圍以內(nèi);不聚焦檢測(cè)時(shí)應(yīng)該根據(jù)缺陷的埋藏深度設(shè)置合理的單組激發(fā)晶片數(shù)目.以獲得較好的檢測(cè)效果.

相控陣超聲檢測(cè)發(fā)射與接收

相控陣聲束的激發(fā)和接收過程主要由激發(fā)與接收模塊、器、探頭陣元三個(gè)模塊組成，工作時(shí)激發(fā)模塊將一定幅值的的觸發(fā)信號(hào)傳送至器，按發(fā)射聚焦法則分別計(jì)算各陣元聲束發(fā)射的延遲時(shí)間，并對(duì)觸發(fā)信號(hào)的脈沖寬度進(jìn)行整合，整合后的脈沖信號(hào)分別加載至各個(gè)陣元。由于延遲的存在，各陣元發(fā)射的聲束相位不一，聲束在空間中產(chǎn)生疊加形成入射波波陣面，并聚焦在一定深度，以此進(jìn)行工件中缺陷的檢測(cè)。

相控陣聲束的聚焦與偏轉(zhuǎn)

相控陣依照聚焦法則控制探頭各個(gè)陣元發(fā)射和接收信號(hào)的時(shí)間，由于時(shí)間差的存在，每個(gè)陣元發(fā)射聲波的波陣面在空間中傳播逐漸匯聚成一點(diǎn)，從而達(dá)到聲束聚焦的效果。以軸線聚焦為例，分別計(jì)算各陣元至預(yù)設(shè)焦點(diǎn)的聲程，從而得到聲束由陣元傳播至該焦點(diǎn)處所需的時(shí)間，并與其中值進(jìn)行差值計(jì)算從而得到各陣元的延遲值。相控陣的聚焦和偏轉(zhuǎn)示意圖如圖2所示，其中（a）為聲束在軸線上聚焦，（b）為聲束呈現(xiàn)一定角度偏轉(zhuǎn)。