成都面阵相控阵探头

相控阵探头的应用技术：波前形成：如果把单晶探头看做一个向被测介质推动的活塞声源、单片磁盘、或平板，则其产生的声波从数学角度上看可以被定型为从大量点源发出的声波的总和。声束扩散：原则上讲，由探头产生的声波会沿直线传播，直到遇到材料介质的边缘。但是如果声波的声程长度比其近场距离长，则声束的直径还会增加，会像聚光灯的光束一样发生扩散。衰减：随着声波在介质中的传播，由于声能在通过材料的微结构时不能得到完全传播，由超声探头生成的有组织的波前便会衰弱下来。有组织的机械振动(声能)会转化为无序的机械振动(热能)，直到不能再探测到波前为止。这个过程被称为声衰减。较常用的相控阵探头一般有16到128个晶片。成都面阵相控阵探头

相控阵探头的类型：根据探头的功能可将探头划分为接触式、延迟线式、角度声束、或水浸式等类型。在具体应用中，被测材料的特性例如：表面粗糙度、温度、可达性、材料内缺陷的位置、检测速度等，都会影响用户对探头类型的选择。尺寸：尺寸是指开启探头晶片的直径，或者晶片的长度和宽度。晶片通常被置于比它稍大一点的外壳中。频率：频率是指一秒钟内声波完成振动周期的次数，通常用千赫（kHz）或兆赫（MHz）表示。大多数工业超声检测在500kHz到20MHz频率范围内进行，因此大多数探头的频率处于这个范围内。不过，用户也可以买到频率范围在50kHz以下及200MHz以上的商业探头。频率越低，穿透力越强；频率越高，那么分辨力和聚焦力度越高。线形相控阵探头哪里有大多数相控阵探头与楔块一起配合使用。

用相控阵探头对焊缝进行检测时，无需像普通单探头那样在焊缝两侧频繁地来回前后左右移动，而相控阵探头沿着焊缝长度方向平行于焊缝进行直线扫查，对焊接接头进行全体积检测。该扫查方式可借助于装有阵列探头的机械扫查器沿着精确定位的轨道滑动完成，也采用手动方式完成，可实现快速检测，检测效率非常高。超声相控阵技术的基本思想来自于雷达电磁波相控阵技术。相控阵雷达是由许多辐射单元排成阵列组成，通过控制阵列天线中各单元的幅度和相位，调整电磁波的辐射方向，在一定空间范围内合成灵活快速的聚焦扫描的雷达波束。超声相控阵换能器由多个单独的压电晶片组成阵列，按一定的规则和时序用电子系统控制激发各个晶片单元，来调节控制焦点的位置和聚焦的方向。

相控阵探头的应用发展：相控阵技术作为无损检测行业的新兴技术，起源于医疗行业。80年代中期，随着复合压电材料的发明，相控阵技术得到了快速的发展。90年代初，相控阵技术作为一种新的无损评估技术出现在超声手册和培训手册中。90年代末，随着复合压电技术，微加工技术，微电子技术和计算技术的发展，使得相控阵技术日趋成熟，尤其是计算处理能力的增强使得软件功能得到极大提升。相控阵探伤技术可普遍用于石油石化、金属加工制造、航空航天等领域，尤其以石油石化行业的焊缝检测是相控阵技术应用的重点。相控阵探头应用系统利用了波动物理学的相位调整原理。

我们可以将这种较简单的相控阵探头的排列形式想象成包装为一体的一系列单个晶片，实际情况是这些晶片要比常规探头小得多，脉冲可以对这些被编成组的晶片进行激励，以产生可直接进行控制的波前。这种“电子声束形成”的方式可以在不移动探头的情况下高速对多个检测区域进行检测与分析。相控阵探头可以有各种尺寸、形状、频率及晶片数量，所有这些探头的共同特点是都装有一个被分割成若干段的压电晶片。用于工业NDT的现代相控阵探头一般由压电复合材料构建，具体地说就是许多细小、极薄的压电陶瓷棒被嵌在聚合物矩阵中。虽然制造这种探头会复杂一些，但是与在其它方面设计相似的压电陶瓷探头相比，这种复合材料探头在一般情况下可提供的灵敏度会高出10dB到30dB。分成小段的金属镀层用于将条状的复合材料分割成若干可单独接收电子脉冲激励的晶片个体。这个被分割成小段的晶片被装入探头组合件中。探头组合件包含一个保护性匹配层、一个背衬层、线缆连接器以及一个外壳。随着晶片宽度的减小，相控阵探头的声束电子偏转的性能会增强。成都面阵相控阵探头

相控阵探头的声波散射情况会根据波长对晶粒边界大小的比率发生变化。成都面阵相控阵探头

相控阵探头的应用：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。它为确定不连续性的形状、大小和方向提供出比单个或多个探头系统更大的能力。超声相控阵检测技术使用不同形状的多阵元换能器产生和接收超声波束，通过控制换能器阵列中各阵元发射(或接收)脉冲的不同延迟时间，改变声波到达(或来自)物体内某点时的相位关系，实现焦点和声束方向的变化，从而实现超声波的波束扫描、偏转和聚焦。然后采用机械扫描和电子扫描相结合的方法来实现图像成像。成都面阵相控阵探头

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