超声相控阵无损检测技术凭借其高精度、灵活性和高效性,在工业检测领域得到广泛应用。其核心原理是通过控制多个晶片的发射和接收时序,实现声束的偏转和聚焦,从而提高检测能力。以下是几种常见的超声相检检测方法:
1. 线性扫描(A扫描和B扫描)
A扫描(幅度扫描):通过单个晶片或一组晶片发射超声波,接收回波信号并以波形显示。该方法适用于缺陷定位和深度测量,但成像能力较弱。
B扫描(二维成像):通过多个晶片依次发射和接收超声波,形成横截面图像,可直观显示缺陷的尺寸和位置,常用于焊缝检测和腐蚀监测。
2. 扇形扫描(S扫描)
扇形扫描利用相控阵探头的动态聚焦能力,使声束在一定角度范围内偏转,形成扇形扫描区域。该方法适用于复杂几何形状的检测,如管材、涡轮叶片等,能够提高缺陷检出率。
3. 全矩阵捕获(FMC)与全聚焦法(TFM)
FMC(全矩阵捕获):记录所有晶片组合的原始数据,提供完整的声场信息,适用于高精度检测。
TFM(全聚焦法):基于FMC数据进行后处理,通过动态聚焦算法重建高分辨率图像,可显著提高微小缺陷的识别能力。
4. 体积扫描(3D成像)
通过多角度扫描或阵列探头的三维运动,结合计算机重建技术,生成被测物体的三维图像。该方法适用于复杂结构的全面检测,如航空航天部件、铸件等。
5. 衍射时差法(TOFD)
TOFD技术利用超声波的衍射信号检测缺陷,特别适用于厚壁材料的焊缝检测。相控阵TOFD结合了传统TOFD的高精度和相控阵的灵活性,可提高检测效率和可靠性。
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