超声相控阵应用实例
不同厂家超声相控阵设备的功能、操作及显示方式等各不相同,但是检测应用基本相同。本文现以以色列Sonotron NDT 公司生产的相控阵设备(即ISONIC-UPA) 应用为例来分析介绍。本文现以以色列Sonotron NDT 公司生产的相控阵设备(即ISONIC-UPA) 应用为例来分析介绍。ISONIC-UPA 设备技术特点和优势,不同于其他厂家的相控阵设备,体现了超前的理念。
不同类型的相控阵超声检测
扇形扫描即S扫描,在设定深度上,相控阵探头按聚焦法则分别计算每个偏转角度得聚焦延迟,激发时以从左至右的顺序分别激发,形成一定范围内的扇形扫查。扫查时须要设置扇扫范围、角度间隔和聚焦深度。右图给出了扇形扫查的检测原理和扫查成像图。
线性扫描又称电子扫查。扫描时先将探头阵元分为数量相同的若干小组,由延迟器传输的触发脉冲分别依次激发各小组阵元,检测声场在空间中以恒定角度对探头长度方向进行扫查检测。
线性扫查检测前须要设定好阵元数、聚焦深度。右图给出了线性扫描的检测原理和扫描成像图。
相控阵探头参数影响
相控阵超声阵列探头的性能对检测分辨率的影响很大,如何设计探头参数是极为关键的技术之一。要想获得化的设计效果需要研究相控阵阵列探头对声束指向性、聚焦效果等特性的影响。
影响声束特性的探头参数主要包括:探头阵元数(N)、阵元间距(d)和阵元宽度(a)。这里列举一个通过实验来分析相控阵探头参数对聚焦声场的影响,并计算确定合适的阵列参数,以获得较好的声束特性,从而使超声检测的分辨力提高。
相控阵超声检测阵元宽度
阵元宽度是对指向性影响的一个参数。增大可以增大在控制方向上的声压,获得更好的性噪比。
适当增大值,也会使旁瓣变小,但是变小的范围有限。
良好的聚焦声束指向性不是由某一个参数来决定的,一般是受几个参数同时影响。
所以,应该在满足各个参数的基本要求下,在给出的设计指标的约束下,选取优的参数。