相控陣超聲波檢測優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié)

一、相控陣超聲波探傷技術(shù)

1.1 相控陣超聲波探傷基本原理
超聲波相控陣探傷儀主要包括相控陣主機(jī)和相控陣探頭,相控陣探頭由多晶片(如8、16、24、32、60、64或128)組成，每個(gè)晶片形成一個(gè)獨(dú)立的發(fā)射/接收單元,控制各晶片的激發(fā)延遲時(shí)間，改變各個(gè)晶片發(fā)射或者接收超聲波的相位關(guān)系，得到所需的聲束，從而實(shí)現(xiàn)對超聲方向和焦點(diǎn)深度的改變控制（如圖1）。

圖1、不同的激發(fā)方式得到不同的聲束

控陣技術(shù)在無損檢測超聲波探傷中往往會將多個(gè)晶片（一般為4、8、16、甚至32 晶片）看作一組，同時(shí)激發(fā)，形成一個(gè)虛擬探頭(如圖2)，通過依次激發(fā)各個(gè)虛擬探頭實(shí)現(xiàn)聲束的電子掃描，即完成聲束的移動(dòng)是通過時(shí)間延遲來實(shí)現(xiàn)而不是通過移動(dòng)探頭來實(shí)現(xiàn)(如圖2)。

圖2、4個(gè)晶片形成一個(gè)虛擬探頭，電子移動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)聲束移動(dòng)掃描

1.2 相控陣超聲探傷技術(shù)特點(diǎn)

傳統(tǒng)超聲探傷儀相比, 便攜式相控陣探傷儀主要有以下特點(diǎn):
A、 缺陷顯示直觀
實(shí)時(shí)彩色成像， 包括A、B、C和S-掃描， 便于檢測者直觀的看到缺陷的簡易形狀，便于缺陷判讀，（如圖3）。

圖3、S掃描缺陷顯示圖

B、 對復(fù)雜結(jié)構(gòu)件檢測更有優(yōu)勢
由于相控陣超聲波中的波束方向和焦點(diǎn)深度隨著時(shí)間的變化在不斷改變， 探頭在同一位置也能對較大角度范圍進(jìn)行聲束覆蓋， 避免了因接觸面受限帶來的無法通過移動(dòng)探頭來實(shí)現(xiàn)聲束覆蓋的限制（圖4）

圖4、探頭放在同一位置即可完成不同角度上的掃查

C、 檢測靈敏度高
特別是對細(xì)小缺陷檢出率高，同等檢測條件下，相控陣發(fā)現(xiàn)細(xì)小缺陷的能力比傳
統(tǒng)A掃描高很多，便于檢測者查找細(xì)小缺陷或驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格的檢測 （圖5中為Ø1mm的缺陷顯示）。另外對不同方向的缺陷的檢出率也有明顯提高。

圖5、位于同一深度上的Ø1mm缺陷顯示

D、 檢測分辨率高
對相鄰兩細(xì)小缺陷的分辨率高。在不易從傳統(tǒng)脈沖A掃描波形上區(qū)分兩個(gè)相鄰細(xì)
小缺陷的時(shí)候，相控陣能很好的滿足區(qū)分相鄰細(xì)小缺陷的檢測需求。

圖6、位于不同深度上的Ø1mm缺陷顯示

E、 檢測效率高
相控陣技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)線性掃查、扇形掃查和動(dòng)態(tài)深度聚焦，從而同時(shí)具備寬波束和多焦點(diǎn)的特性，一次能掃查的區(qū)域大。0度線性掃查時(shí)，一個(gè)相控制能相當(dāng)于多個(gè)常規(guī)探頭同時(shí)工作。 扇形掃查時(shí)，超聲波一次覆蓋區(qū)域范圍可根據(jù)需要調(diào)整(如35°-75°)，容易檢出不同方向、不同位置的缺陷，而傳統(tǒng)的超聲探頭聲束折射角都是固定的（如K1、K2、K3或45 、60°、70°）。

圖7、一個(gè)相控陣探頭等同于多個(gè)常規(guī)探頭同時(shí)工作

F、 檢測消耗低，節(jié)省成本
因?yàn)樘筋^不是和檢測工件直接接觸，而是通過耐磨損的楔塊耦合，工作中磨損消耗的只是楔塊，而不是探頭，因此只需要在楔塊磨損的不能再使用時(shí)更換楔塊即可，大大的節(jié)省了因直接接觸導(dǎo)致的探頭磨損而需要更換探頭的成本。

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以上就是相控陣超聲波檢測優(yōu)缺點(diǎn)，常規(guī)超聲與相控陣比較