超声波相控阵TOFD探伤仪

CTS-2108超声相控阵探伤仪

CTS-2108 超声相控阵探伤仪 CTS-2108 超声相控阵探伤仪产品简介： CTS-2108 超声相控阵探伤仪是我司最新研制的国产首台64 路检测通道、实现动态聚焦功能的相控阵检测仪器。仪器采用开放式结构设计，可随时扩展更多检测通道；是国产最先进的智能化便携超声相控检测设备 CTS-2108 超声相控阵探伤仪主要特点： 线扫、扇扫实时快速成像，同时显示A扫；并支持多种显示方式组合 领先的64 路并行检测通道，虚拟探头32个；多种相控探头配套提供 聚焦法则快速生成，用户选择；电子控制，可选择波束角度、焦点及尺寸 领先的1ns 的延时精度，成像更清晰 60dB 模拟增益、15MHz的带宽，凸显优良的噪声处理技术 8.4寸工业级、全WVGA分辨率(800x600)TFT显示屏，室外或强光线下提供极佳的显示效果海量数据存储，可存储A扫、B扫及扇扫图像 USB 接口，实现数据转存；VGA实现检测屏幕无限扩大 CTS-2108 交直流两用供电，重仅4kg，真正的便携设计，野外作业更便利CTS-2108 超声相控阵探伤仪主要技术性能： 发射脉冲 脉冲类型:双极性方波 15～75V连续可调 脉冲宽度：30～1000ns连续可调，步进为5ns 通道数量 64 CTS-2108 工作频率 0.5～15MHz 模拟益 0～60dB，0.1dB步进 A/D转换 125MHz/10bit CTS-2108 触发精度 1ns 重复频率 2kHz 检波方式 正向、负向、全波、射频(RF) 闸门

2个独立闸门 CTS-2108 检测范围 0-1000mm 聚焦法则 128 TCG 15点 4dB/us 数据存储 100%真实数据采集 CTS-2108 显示屏 CTS-2108 工业级、TFT 8.4"WVGA彩色液晶显示屏，分辨率800×600兼容标准 ASME code case-2541 -2557 -2558、ASTM E-2491-06 接口 VGA接口、USB主控口 CTS-2108 重量 约4kg

使用相控阵进行超声检测的常规步骤

使用相控阵 进行超声检测的常规步骤 2006.5.1 制作者：马克.戴维斯 美国无损检测学会超声三级 奥林巴斯无损检测

免责条款 使用这个程序之前仔细阅读下面的内容，你确信可以接受下面所有的条款和条件。 1．这个程序没有进行任何形式的授权，提供给客户的仅仅是一个最基本的原理，使用此程序的全部风险和后果由消费者和最终用户承担，奥林巴斯无损检测和戴维斯不能做出明确的和含蓄的保证，但是不包括商业上的承诺，要尊重此程序。 2．无论使用这个程序所产生的任何直接的、间接的和附带的损害结果，奥林巴斯无损检测和戴维斯不承担任何责任，包括商业利益的损失、商业中断、商业信息的丢失等等，在这个程序派生出来的其他技术，在这个协议之外或者不能使用这个程序，奥林巴斯已经考虑到这个损害的可能性。

目录 1.0 目的 2.0 范围 3.0 参考书目 4.0 超声相控阵检测设备 5.0 相控阵设备的线性 6.0 相控阵探头可操作确认 7.0 相控阵系统校准 8.0 表面处理 9.0 扫查覆盖和扫查方法 10.0 记录评价标准和波幅判断 11.0 检测后的清理 12.0 文件 附录1 相控阵术语学 附录2 相控阵内不可用晶片的评价指导方针附录3 超声信号的缺陷定性 附录4 相控阵确定缺陷的尺寸

1.0目的 1.1这个程序提供了手动和带编码器的相控阵检测焊缝和母材的 必要条件。 1.2这个程序也对相控阵的以下几个方面很有用 1.2.1 探测 1.2.2 定性 1.2.3 缺陷长度 1.2.4 缺陷位置：距离上表面或者下表面 1.2.5 缺陷尺寸：向内表面或者外表面延伸的连接裂纹 2.0 应用范围 2.1 此程序可以用于一般的相控阵检测，也可以用于炭钢和不锈钢的焊缝和母材的检测 2.2 这个程序可应用在0.5到1英寸的厚度上，为了和程序保持一致，有效的范围要乘以0.5到1.5倍（举个例子：最小的尺寸是0.25英寸，和最小的一样最大的尺寸是1 .5英寸）。 2.3 当需要一个标准的时候，此程序的设计论证了奥林巴斯无损检测相控阵系统Omniscan是符合美国机械工程师协会的标准。 2.4 使用Omniscan 相控阵系统做一个标准的测试演示实例。 2.5 针对产品外形和材料的特殊要求，设计一个大概的相控阵检测计划。 3.0 参考书目 3.1美国机械工程师协会，锅炉和压力容器标准，第四章第五节，

超声相控阵检测教材超声相控阵技术

第三章超声相控阵技术 3.1 相控阵的概念 3.1.1相控阵超声成像 超声检测时，如需要对物体内某一区域进行成像，必须进行声束扫描。相控阵成像是通过控制阵列换能器中各个阵元激励（或接收）脉冲的时间延迟，改变由各阵元发射（或接收）声波到达（或来自）物体内某点时的相位关系，实现聚焦点和声束方位的变化，从而完成相控阵波束合成，形成成像扫描线的技术，如图3-1所示。 图3-1 相控阵超声聚焦和偏转

3.2 相控阵工作原理 相控阵超声成像系统中的数字控制技术主要是指波束的时空控制，采用先进的计算机技术，对发射/接收状态的相控波束进行精确的相位控制，以获得最佳的波束特性。这些关键数字技术有相控延时、动态聚焦、动态孔径、动态变迹、编码发射、声束形成等。 3.2.1相位延时 相控阵超声成像系统使用阵列换能器，并通过调整各阵元发射/接收信号的相位延迟（phase delay），可以控制合成波阵面的曲率、指向、孔径等，达到波束聚焦、偏转、波束形成等多种相控效果，形成清晰的成像。可以说，相位延时（又称相控延时）是相控阵技术的核心，是多种相控效果的基础。 相位延时的精度和分辨率对波束特性的影响很大。就波束的旁瓣声压而言，文献研究表明，延时量化误差产生离散的误差旁瓣，从而降低图像的动态范围。其均方根（RMS）延时量化误差与旁瓣幅值之比为 （式3-1） 式中，； N-----阵元数目； μ----中心频率所对应一个周期与最小量化延时之比。 图3-2示出了延时量化误差引起的旁瓣随N、μ变化的关系曲线。早期的超声成像设备如医用B超中，由LC网络组成多抽头延迟线直接对模拟信号进行延迟，用电子开关来分段切换以获得不同的延迟量。这种延迟方式有两大缺点：①延迟量不能精细可调，只能实现分段聚焦，当聚焦点很多时需要庞大的LC网络和电子开关矩阵；②由于是模拟延迟方式，电气参数难以未定，延时量会发生温漂、时漂、波形容易被噪声干扰。

超声相控阵检测系统

超声相控阵检测系统

超声相控阵检测系统 摘要：在无损检测领域里，超声检测凭借可靠、安全、经济的优势，得到了越来越广泛的应用。超声相控阵系统由于具有独特的线性扫查、动态聚焦、扇形扫描的特点，成为近几年超声检测领域里的一个研究热点。本文介绍了超声相控阵的发展、在工业领域中的应用以及国内外现状。简述了超声相控阵系统工作原理、主要特点及相控阵系统的探头、超声发射接收电路、超声成像部分。说明了超声相控阵的研究在无损检测领域里具有广阔的应用前景。 关键词：无损检测；超声相控阵；相控阵探头；超声成像 Ultrasonic phased array testing system Liu Shengchun （College of information and communication Engineering, Harbin Engineering University, Harbin, Heilongjiang 150001, China） Abstract:In non-destructive detecting field, depending on the superiorities of credibility, security and economy, ultrasonic detecting is getting more and more broad application. Ultrasonic phased array system which has characteristics of linearity scanning , dynamic focus and sector scanning, is becoming a hot research in the ultrasonic detecting field in recent years.This paper introduce the development, status quo of ultrasonic phased array, and its application in industry. Briefly describe its work principle, main characteristic and phased array system including probe,ultrasonic transmitting and receiving circuit and ultrasonic imaging. It illuminates that there is a wide application foreground of ultrasonic phased array's research in non-destructive detecting field. Key words:Non-destructive defecting;Ultrasonic phased array;Phased array probe;Ultrasonic imaging 1 引言 超声相控阵技术已有40多年的发展历史，初期，由于系统的复杂

无损检测新技术-超声波相控阵检测技术简介

无损检测新技术-超声波相控阵检测技术简介 夏纪真 无损检测资讯网 https://www.wendangku.net/doc/b316991791.html, 广州市番禺区南村镇恒生花园14梯701 邮编：511442 摘要：本文简单介绍了超声波相控阵检测技术的基本原理、应用与局限性 关键词：无损检测超声检测相控阵 1 超声波相控阵检测技术的基本原理 超声波相控阵检测技术是一种新型的特殊超声波检测技术，类似相控阵雷达、声纳和其他波动物理学应用，依据惠更斯（Huyghens-Fresnel）原理：波动场的任何一个波阵面等同于一个次级波源；次级波场可以通过该波阵面上各点产生的球面子波叠加干涉计算得到。 并显示保真的（或几何校正的）回波图像，所生成材料内部结构的图像类似于医用超声波图像。 常规的超声波检测技术通常采用一个压电晶片来产生超声波，一个压电晶片只能产生一个固定的声束，其波束的传递是预先设计选定的，并且不能变更。 超声波相控阵检测技术的关键是采用了全新的发生与接收超声波的方法，采用许多精密复杂的、极小尺寸的、相互独立的压电晶片阵列（例如36、64甚至多达128个晶片组装在一个探头壳体内）来产生和接收超声波束，通过功能强大的软件和电子方法控制压电晶片阵列各个激发高频脉冲的相位和时序，使其在被检测材料中产生相互干涉叠加产生可控制形状的超声场，从而得到预先希望的波阵面、波束入射角度和焦点位置。因此，超声波相控阵检测技术实质上是利用相位可控的换能器阵列来实现的。超声波相控阵激发的超声波进入材料后，仍然遵循超声波在材料中的传播规律。因此，对于常规超声波检测应用的频率、聚焦的焦点尺寸、聚焦长度、入射角、回波幅度与定位等等，超声波相控阵也是同样应用的。 超声波相控阵探头的每个压电晶片都可以独立接受信号控制（脉冲和时间变化），通过软件控制，在不同的时间内相继激发阵列探头中的各个单元，由于激发顺序不同，各个晶片激发的波有先后，这些波的叠加形成新的波前，因此可以将超声波的波前聚焦并控制到一个特定的方向，可以以不同角度辐射超声波束，可以实现同一个探头在不同深度聚焦（电子动态聚焦）。此外，从电子技术上为阵列确定相位顺序和相继激发的速度可以使固定在一个位置上的探头发出的超声波束在被检工件中动态地“扫描”或“扫调”通过一个选定的波束角范围或者一个检测的区域，而不需要对探头进行人工操作。相控阵探头的关键特性包括：电子焦距长度调整、电子线性扫描和电子波束控制/偏角。 图1示出了超声波相控阵换能器实现电子聚焦和波束偏转的原理示意图。 图1超声波相控阵换能器实现电子聚焦和波束偏转的原理示意图超声波相控阵换能器的晶片不同组合构成不同的相控阵列，目前主要有三种阵列类型：线形阵列（晶片成间隔状直线形分布在探头中）、面形（二维矩阵）阵列和圆（环）形阵列，

超声相控阵检测教材-第三章-超声相控阵技术

第三章超声相控阵技术 3.1相控阵的概念 3.1.1相控阵超声成像 超声检测时，如需要对物体内某一区域进行成像， 必须进行声束扫描。相控阵成像是通 过控制阵列换能器中各个阵元激励（或接收）脉冲的时间延迟，改变由各阵元发射（或接收） 声波到达（或来自）物体内某点时的相位关系，实现聚焦点和声束方位的变化，从而完成相 控阵波束合成，形成成像扫描线的技术，如图 3-1所示。 图3-1 相控阵超声聚焦和偏转

3.2相控阵工作原理 相控阵超声成像系统中的数字控制技术主要是指波束的时空控制， 采用先进的计算机技 术，对发射/接收状态的相控波束进行精确的相位控制，以获得最佳的波束特性。这些关键 数字技术有相控延时、动态聚焦、动态孔径、动态变迹、编码发射、声束形成等。 3.2.1相位延时 相控阵超声成像系统使用阵列换能器，并通过调整各阵元发射 /接收信号的相位延迟 （phase delay ）,可以控制合成波阵面的曲率、指向、孔径等，达到波束聚焦、偏转、波束 形成等多种相控效果，形成清晰的成像。可以说，相位延时（又称相控延时）是相控阵技术 的核心，是多种相控效果的基础。 相位延时的精度和分辨率对波束特性的影响很大。 就波束的旁瓣声压而言， 文献研究表 明，延时量化误差产生离散的误差旁瓣，从而降低图像的动态范围。其均方根（ ,r . / \ 诙爲 式中， 一-—— N-----阵元数目； 尸--中心频率所对应一个周期与最小量化延时之比。 图3-2示出了延时量化误差引起的旁瓣随 N 、□变化的关系曲线。早期的超声成像设备 如医用B 超中，由LC 网络组成多抽头延迟线直接对模拟信号进行延迟， 用电子开关来分段 切换以获得不同的延迟量。这种延迟方式有两大缺点：①延迟量不能精细可调，只能实现分 段聚焦，当聚焦点很多时需要庞大的 LC 网络和电子开关矩阵；②由于是模拟延迟方式，电 气参数难以未定，延时量会发生温漂、时漂、波形容易被噪声干扰。 RMS ）延 （式 3-1）

超声波仪器探头性能指标及其测试方法

超声波仪器、探头主要组合的性能测定 1、电噪声电平（%） 仪器灵敏度置最大，发射置强，抑制置零或关，增益置最大，衰减器置“0”，深度粗调、深度微调置最大。读取时基线噪声平均值，用百分数表示。 2、灵敏度余量（dB） a)使用、Φ20直探头和CS－1－5或DB--PZ20—2型标准试块。 b)连接探头并将仪器灵敏度置最大，发射置强，抑制置零或关，增益置最大。若此时仪器和探头的噪声电平(不含始脉冲处的多次声反射)高于满辐的10％，则调节衰减或增益，使噪音电平等于满辐度的10％记下此时衰减器的读数S0。 图1 直探头相对灵敏度(灵敏度余量)测量 c)将探头置于试块端面上探测200mm处的i2平底孔，如图17所示。移动探头使中Φ2平底孔反射波辐最高，并用衰减器将它调至满辐度的50％，记下此时衰减器的，则该探头及仪器的探伤灵敏度余量S为： S=S1--S0(dB) 3、垂直线性误差测量（%） (1)连接探头并在试块上探测任一反射波(一般声程大于50mm)作为参照 波，如图2所示。调节探伤仪灵敏度，使参照波的辐度恰为垂直刻 度的100％，且衰减器至少有30dB的余量。测试时允许使用探头压

块。 图2 垂直线性误差测量 (2)用衰减器降低参照波的辐度，并依次记下每衰减2dB时参照波辐度的读数， 直至衰减26dB以上。然后将反射波辐度实测值与表l中的理论值相 比较，取最大正偏差d(+)与最大负偏差d(-)，则垂直线性误差△d 用式(1)计算： △d=｜d(+)｜+｜d(-)｜ (1) (3)在工作频率范围内，改用不同频率的探头，重复(1)和(2)的测试。 dB） (1)连接探头并在试块上探测任一反射波(一般声程大于50mm)作为参照 波。 (2)调节衰减器降低参照波，并读取参照波辐度自垂直刻度的100％下降 至刚能辨认之最小值(一般约为3～5％)时衰减器的调节量，此调节 量则定为该探伤仪在给定频率下的动态范围。 (3)按(1)和(2)条方法，测试不同频率不同回波时的动态范围。 5、水平线性误差测量（%） (1)连接探头，并根据被测探伤议中扫描范围档级将探头置于适当厚度的 试块上，如DB――D1，DB—Pz20-2，CSK-1A试块等，如图3所示。 再调节探伤仪使之显示多次无干扰底波。 (2)在不具有“扫描延迟”功能的探伤仪中，在分别将底波调到相同辐度 的条件下，使第一次底波B1的前沿对准水平刻度“2”第五次底波 B5的前沿对准水平刻度“10”，然后依次将每次底波调到上述相同辐 度，分别读取第二、三四次底波前沿与水平刻度“4”、“6”、“8”的 偏差Ln，如图4所示，然后取其最大偏差Lmax按式(2)计算水平线 性误差ΔL： 式中：ΔL：水平线性误差，％； B：水平全刻度读数。 图3 水平线性误差测量 图4 水平线性误差测量 (3)在具有“扫描延迟”功能的探伤仪中，按(2)条的方法，将底波以前沿 对准水平刻度“0”，底波B6前沿对准水平刻度“l0”，然后读取第二 至第五次底波中之最大偏差值Lmax，再按式(3)计算水平线性误差△L

数字式超声探伤仪与模拟式超声波探伤区别

数字式超声探伤仪与模拟式超声波探伤区别 1 引言 UT检测技术作为工业上5大常规无损检测技术之一，一直被人们广泛地使用。在UT中长期使用的是A型脉冲反射式超声波探伤仪。 模拟式超声波探伤仪显示器显示的是电脉冲信号，探伤人员要从这些信号中区分出缺陷波和其他各种类型的波，其难度相当大，错判、漏判现象时常发生，严重地阻碍了UT技术在更深层次上的应用。但随着电子技术的发展，其成果在UT业中的被广泛应用，一种数字式超声探伤仪应运而生，他使UT技术产生了革命性的变革，不仅能对超声波信号进行实时纪录，甚至可以给出缺陷波的性质。 2 数字式超声探伤仪的工作原理 与A型脉冲式探伤仪不同，数字式探伤仪在电路上有重大改变。 数字信号处理是在计算机中用程序来实现的。通常，首先要进行的处理是去除信号中的噪声，其次是将已经去除噪声的信号进行UT检测所需的处理，包括增益控制、衰减补偿、求信号包路线等。超声信号经接收部分放大后，由模数转换器变为数字信号传给电脑，换能器的位置可受电脑控制或由人工操作，由转换器将位置变为数字传给电脑。电脑再把随时间和位置变化的超声波形进行适当处理，得出进一步控制探伤系统的结论，进而设置有关参数或将处理结果波形、图形等在屏幕上显示、打印出来或给出光、声识别及报警信号。 3 数字式超声探伤仪的优点 与传统探伤仪相比，有以下优点: (1)检测速度快数字式超声探伤仪一般都可自动检测、计算、记录，有些还能自动进行深度补偿和自动设置灵敏度，因此检测速度快、效率高。

(2)检测精度高数字式超声探伤仪对模拟信号进行高速数据采集、量化、计算和判别，其检测精度可高于传统仪器检测结果。 (3)记录和档案检测数字式超声探伤仪可以提供检测记录直至缺陷图像。 (4)可靠性高，稳定性好数字式超声探伤仪可全面、客观地采集和存储数据，并对采集到的数据进行实时处理或后处理，对信号进行时域、频域或图像分析，还可通过模式识别对工件质量进行分级，减少了人为因素的影响，提高了检索的可靠性和稳定性。可以实现的功能主要有：（至少） a. 自动校准：自动测试探头的“零点”、“K值”、“前沿”及材料的“声速”; b. 自动显示缺陷回波位置如：深度d、水平p、距离s、波幅、当量dB、孔径ф; c. 自由切换标尺; d. 自动录制探伤过程并可以进行动态回放; e. 自动增益、回波包络、峰值记忆功能; f. 探伤参数可自动测试或预置; g. 数字抑制，不影响增益和线性; h. 多个独立通道，可自由输入并存储任意行业的探伤标准，现场无需携带试块; i. 可自由存储、回放波形及数据; j. DAC、AVG曲线自动生成并可分段制作，取样点不受限制，并可进行修正与补偿; k. 自由输入各行业标准; l. 与计算机通讯,实现计算机数据管理,并可导出Excel格式、A4纸张的探伤报告;

超声波探伤仪探头标定实验指导书 (1)

实验三超声波探伤仪探头标定实验指导书 1、实验目的 1、熟练掌握数字探伤仪的使用方法； 2、掌握超声波探伤仪探头校准方法 3、理解探头K值、探测灵敏度的含义。 2、预习内容 1、熟悉探伤仪使用说明书 2、了解实验设备 3、深刻理解实验内容和方法。 3、实验内容 完成探头如下标定内容：校距离、校K值、制作距离波幅曲线、确定检测范围、确定探伤灵敏度。 4、注意事项 探头K值应为2（探头规格2.5P 1313 K2），由于要执行GB4730-93标准,根据此标准可知,校准用的标准试块为CSK-ⅠA,对比试块为CSK- ⅢA,当工件厚度为20mm时,则判废线为 16+5dB,定量线为 16-3dB,评定线为 16-9dB,此三条线的 16是指CSK-ⅢA试块上的人工缺陷(短横孔),三条线分别加减多少dB是以 16短横孔为基准。 5、 实验条件 1、 PXUT-320C超声波探伤仪 2、 CSK-IA、CSK-IIIA试块 3、 2.5PX13 K2探头 六、实验方法 1、校距离（或称距离校准）： 准备好CSK-ΙA型试块和2.5P 1313K2探头,在仪器待命状态下，光标在A扫前闪动，按↑、↓键，推滚出“校准”功能, 光标在扫查前闪动，按键进入扫查，按

键，功能窗显示 ，按→键，使显示刻度变成1:1，按 键，功能窗显示 ，按←键，将100mm左、右刻度移到观察范围内。按两次 键，功能窗显示 ,按→键将闸门拉宽到适当宽度，再按 键，功能窗显示 ，按←、→键将闸门移动套住100mm左、右的适当范围,见图1. 图1 参考图2,移动探头,寻找R100圆弧的反射回波,按“峰值搜索”键，寻找最大反射回波，当找到最大反射回波后，坐标下方显示 S=×××mm，及××%，此时，S的值应大于100，大于的数既是超声波在探头楔块中走过的距离，这个数对我们计算被检工件中的近场长度是

小径管对接焊接接头的相控阵超声检测

小径管对接焊接接头的相控阵超声检测 摘要：对小径管对接焊接接头中的裂缝、密集气孔、未焊透等缺陷进行相控阵超声波检测和射线检测，通过将两者的检测结果进行分析和比较，对两者的检测效果进行评价。本文主要是对相控阵超声波检测手段的优势和其在小管径检测中的应用进行了一定的分析，旨在推动相控阵超声波检测技术的广泛应用。 关键词：小径管对接焊接；接头；相控阵超声检测 引言 相控阵超声检测可以获取实时的检测结果，能够对工件的缺陷进行多种方式的扫描，是一种可以记录的无损检测方式。相控阵超声检测的主要优势就是声束角度和聚焦深度精确可控，声束可达性强，检测精度高，缺陷显示直观，检测速度快，是具有较高可靠性的检测技术，在工业领域有着颇为广泛的应用。笔者对小径管对接焊接接头中的缺陷进行了相控阵超声波检测，并且与射线检测结果进行了一定的比较分析。 一、相控阵超声检测技术 （一）相控阵超声检测技术的原理 相控阵超声检测方法主要是通过对换能器阵列中的单个阵元进行分别控制，以特定的时序法则进行激发和接收，进而实现声束在工件中的偏转和聚焦。采用自聚焦传感器能进一步增强聚焦能力和分辨力，有效的改善了小径管中波型畸变和杂波干扰的情况。 （二）试样管的焊制 小径管的试样管采用的是与广东省某电厂机组锅炉受热面管同规格同材质的管件，其中对接接头存在着一定的裂纹、未熔合、密集气孔有缺陷等问题，具体的示意图可以如下图1所示，焊接的方法主要是钨极氩弧焊。 图1 焊接接头简图 （三）相控阵检测系统 1、相控阵检测仪器 本次研究主要采用的仪器是phascan 32/128相控阵检测仪，Cobra16阵元自聚焦传感器，一次性激发16阵元。 2、相控阵检测探头和楔块 对于相控阵超声探头来说，它主要是阵列探头，在进行现场检测的时候要根据小径管的尺寸来对探头和楔块的型号和大小进行选择。一般来说，探头在进行使用的过程中，因为小径管的曲率过大，要将其和探头之间的耦合损失降低，就需要使用能够与小径管进行紧密切合的楔块，选择曲率相近的曲面。 （四）声束覆盖范围设置 在对小径管焊缝进行相控阵超声扇形扫查的时候，要对探头前沿到焊缝中心线的距离进行正确的选择，要保证在进行扇形扫查的时候大角度声束能够对焊缝的下面部分进行覆盖，小角度声束可以覆盖到焊缝的上面部分，进而达到对焊接接头的全面检测，避免出现遗漏。在对小径管对接接头进行检测的时候，还可以通过使用专业的软件来对声束覆盖范围进行模拟，然后对的不同角度的波束覆盖情况的进行模拟现实，通过这样的模拟结果可以找到适当的探头前沿距离和波束角度范围等等。 （五）相控阵检测校准设置

如何选择超声波探伤仪探头修订稿

如何选择超声波探伤仪 探头 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-

如何选择超声波探伤仪探头 超声波探伤仪探头的主要作用：一是将返回来的声波转换成电脉冲；二是控制超声波的传播方向和能量集中的程度,当改变探头入射角或改变超声波的扩散角时,可使声波的主要能量按不同的角度射入介质内部或改变声波的指向性,提高分辨率；三是实现波形转换；四是控制工作频率,适用于不同的工作条件。 超声波探伤仪探头种类繁多，日常使用中常见的探头种类有以下几种： 1、超声波探伤仪直探头 进行垂直探伤用的单晶片探头，主要用于纵波探伤。直探头由插座、外壳、保护膜、压电晶片、吸声材料等组成，头接触面为可更换的软膜，用于检测表面粗糙的工件。 2、超声波探伤仪斜探头 进行斜射探伤用的探头，主要用于横波探伤。斜探头由斜块、压电晶片、吸声材料、外壳、插座等组成，斜探头的声束与探头表面倾斜，因此可用于检测直声束无法到达的部位、或者缺陷的方向与检测面之间存在夹角的区域。 3、超声波探伤仪小径管探头 单晶微型横波斜探头，用于小直径薄壁管焊接接头的检验。检测标准参照电力行业标准DL/T8202002《管道焊接接头超声波检验技术规程》，适合检测管径≥32mm、小于等于159mm，壁厚≥4mm、小于14mm的小直径薄壁管；也可适用于其他行业类似管道的检测。探头外形尺寸小,前沿距离≤5mm，始脉冲占宽≤(相当于钢中深度)，分辨力大于等于20dB。根据被检测管道外径的不同，检测面被加工成对应管径的弧度。 4、超声波探伤仪表面波探头

用于发射和接收表面波的探头。表面波是沿工件表面传播的波，幅值随表面下的深度迅速减少，传播速度是横波的倍，质点的振动轨迹为椭圆。表面波探头在被检工件的表面和近表面产生表面波。型号中列明的角度为有机玻璃斜块的倾斜角(入射角)。 5、超声波探伤仪可拆式斜探头 斜探头的一种特殊类型，将斜探头分成斜块、探头芯两个部分，使用时将两者组合起来。常用的规格的探头芯、不同K值的斜块、、、、等等)。接受定制其他规格的可拆式斜探头。 6、超声波非金属检测用探头 用于检测非金属材料，如混凝土、木材、岩石等。成对使用，一发一收，工作方式为透射式。铝合金外壳，频率从到250KHz，连接到探头线的插座为Q9。 7、超声波探伤仪双晶探头 装有两个晶片的探头，一个作为发射器，另一个作为接收器。又称分割式探头、或者联合双探头。双晶探头主要由插座、外壳、隔声层、发射晶片、接收晶片、延迟块等组成，使用垂直的纵波声束扫查工件。相对直探头而言，双晶直探头具有更好的近表面缺陷检出能力；对于粗糙或者弯曲的检测面，具有更好的耦合效果。 8、超声波水浸式探头 用于半自动或者自动化探伤系统中。当探头发射的声束轴线垂直于检测面时，纵波直声束扫查工件；调节探头声束轴线与检测面成一定的夹角，声束在水和工件这两种介质的界面折射，可在工件中产生倾斜的横波声束来扫查工件。将探头晶片前面的有机玻璃或者固化的环氧树脂加工成一定弧度(球面或者圆柱面)，可得到点聚焦或者线聚焦的水浸式探头。 如何选择超声波探伤仪探头？下面给出最常用的超声波斜探头的选择方案参考：

蜂窝复合材料粘结质量的相控阵超声波检测实验

蜂窝复合材料粘结质量的相控阵超声波检测 徐贝尔 钟德煌 郑攀忠 （通用电气传感检测科技（上海）有限公司，上海 201203） 摘 要：利用GE 检测科技生产的相控阵超声波探伤仪Phasor DM 对蜂窝复合材料蒙皮和蜂窝芯粘结质量进行超声波检测试验。试验结果表明，该方法完全可以实现粘结层的检测，为蜂窝复合材料粘结质量提供一种新的检测手段。 关键词：蜂窝复合材料；相控阵超声波探伤仪；Phasor DM Phase Array Ultrasonic Testing for Honeycomb Material XU Bei-er (GE Sensing & Inspection Technologies (Shanghai) Co.,Ltd., Shanghai 201203，China) Abstract: Trial on bond quality between cover plate and honeycomb core on honeycomb material by using phase array ultrasonic testing instrument-Phasor DM from GE validates that it is basically feasible method for bond quality testing, and GE provide a new Non-destructive testing solution for the special material. Keywords: Honeycomb material ；Phase array ultrasonic testing instrument ；Phasor DM 蜂窝复合材料由于其突出的使用性能，目前在航空航天和建筑等领域得到大量的应用。蜂窝复合材料又叫蜂窝夹层板，主要由蒙皮（树脂涂层+合金板）、蜂窝芯和粘接剂组成(见图1)。 图1 蜂窝复合材料的结构

相控阵超声新技术在电站设备无损检测中的实践思路探索(正式版)

文件编号：TP-AR-L2243 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 相控阵超声新技术在电站设备无损检测中的实践思路探索(正式版)

相控阵超声新技术在电站设备无损 检测中的实践思路探索(正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 超声相控阵检测技术20世纪60年代就已经出 现，被应用于医疗领域。但是由于固体中波动传播复 杂性、系统复杂性和成本费用高等因素存在，限制了 超声相控阵检测技术在无损检测中的运用。而电子技 术和计算机技术以及压电复合材料等高新技术被广泛 综合应用，促进了超声相控阵技术发展，并且渐渐应 用到工业无损检测中。 现代技术飞速发展，带动了很多高新技术在超声 相控阵技术中被综合应用，从而降低了相控阵系统复 杂性与制作费用[1]

。而且相控阵技术具有比传统超声波检测更加明显的优势，使得超声相控阵检测技术被广泛应用于工业无损检测领域，并且日渐得到人们重视，迎来了很大的发展空间。 超声相控阵检测技术 超声相控阵检测技术建立在惠更斯原理上，其探头由许多个晶片组成。要应用时，则需要按照相关规则以及时序激活探头中一组或全部晶片，其中相控阵仪器的控制能力与检测需要决定着晶片激活数量。晶片被激活后，发出的超声波即为次波。每一个晶片的次波会彼此干涉，形成新波阵面并传播开来，从而形成超声波束检测工件。 无损检测技术 无损检测就是在不损坏被检测设备的基础上，根据物理特性将被检对象的内外部缺陷的位置、形状、

1-第一章 超声相控阵技术基本概念

第一章超声相控阵技术的基本概念 本章描述超声波原理、相控阵延时（或聚焦定律）概念，并介绍R/D公司研制的相控阵仪器设备。 1.1 原理 超声波是由电压激励压电晶片探头在弹性介质（试件）中产生的机械振动。典型的超声频率范围为0.1MHz～50MHz。大多数工业应用要求使用0.5MHz～15MHz的超声频率。 常规超声检测多用声束扩散的单晶探头，超声场以单一折射角沿声束轴线传播。其声束扩散是唯一的“附加”角度，这对检测有方向性的小裂纹可能有利。 假设将整个压电晶片分割成许多相同的小晶片，令小晶片宽度e远小于其长度W。每个小晶片均可视为辐射柱面波的线状波源，这些线状波源的波阵面会产生波的干涉，形成整体波阵面。 这些小波阵面可被延时并与相位和振幅同步，由此产生可调向的超声聚焦波束。 超声相控阵技术的主要特点是多晶片探头中各晶片的激励（振幅和延时）均由计算机控制。压电复合晶片受激励后能产生超声聚焦波束，声束参数如角度、焦距和焦点尺寸等均可通过软件调整。扫描声束是聚焦的,能以镜面反射方式检出不同方位的裂纹。这些裂纹可能随机分布在远离声束轴线的位置上。用普通单晶探头，因移动范围和声束角度有限，对方向不利的裂纹或远离声束轴线位置的裂纹，漏检率很高（见图1）。 图﹡ ﹡常规

图1-2 脉冲发生和回波接收时的声束形成和时间延迟（同相位、同振幅） 图1-3 超声波垂直（a ）和倾斜（b ）入射时声束聚焦原理 发射 接收 超声波探伤仪 超声波探伤仪 触发 相控阵控制器 相控阵控制器 脉冲激励 阵列探头 缺陷 缺陷 入射波阵面 反射波阵面 回波信号 Σ 接收延时 延时 [ns] 延时 [ns] 转角 产生的波阵面 产生的波阵面 阵列探头 阵列探头

超声相控阵相关知识

相控阵的概念起源于雷达天线电磁波技术，超声相控阵最早仅用于医疗领 域。近年来，随着微电子、计算机等新技术的快速发展，超声相控阵逐渐被应用 于工业无损检测领域。 超声相控阵通过各阵元发出声束的有序叠加可以灵活地生成偏转及聚焦声 束，不需更换探头即可完成对关心区域的高分辨率检测，且其特有的线性扫查、 扇形扫查、动态聚焦等工作方式可在不移动或少移动探头的情况下对零件进行高效率检测。因此，较传统的单晶片超声检测，超声相控阵的声束更灵活、检测速度更快、分辨率更高、更适用于形状复杂的零部件检测。 超声相控阵探头是将若干个独立的压电晶片按照一定的排列组合成一个阵 列，通过控制压电晶片的激励顺序及延时，来实现声束的偏转以及聚焦。 超声相控阵是基于Huygens-Fresnel原理，由各个阵元发出的超声波经过干涉形成预期的声束。以同一频率的脉冲激发各个阵元，并对各个阵元的激发时间施加一定的延迟，于是各阵元的发射声波产生了相位差，从而影响干涉结果，即可以形成偏转及聚焦声束。各阵元的激发延时一般被称为聚焦法则或延时法则。

&恤I hit IJI Itic fuiniiiiion of beam 聚焦点 崖焦百虫形處示豈 (b*i l he torm&twri of tu^using buMi 图2超声相控阵偏转疑聚焦声束的形成 与传统单晶片换能器的超声检测不同，超声相控阵不同的阵元组合与不同的聚焦法则相结合，形成了3种特有的工作方式，即线性扫查，扇形扫查和动态聚焦。 线性扫查 线性扫查，又称为电子扫查，具体步骤为: 1）假设相控阵阵元总数为N，令其中相邻的n（ 1v* N）个阵元为一组，对每一组阵元施加相同的聚焦法则 2）以设定的聚焦法则激发第一组阵元； 3）沿阵列长度方向向前移动一个步进值（一般为一个阵元晶片），以同样的 聚 焦法则激发第2组阵元。以此类推，直至最后一个阵元。一般将上述的一组阵元称 为一个序列。这样扫查完成后会得到N-n+1个序列回波信号，在不移动探头 的情况下就可以检测到较大区域。线性扫查的示意图如图3（ a）所示

超声波探伤仪斜探头的自动校准步骤

超声波探伤仪斜探头的自动校准步骤 （动作分解） （图1） 如图1所示，由于探头零点、前沿、K值会给探伤带来误差，所以探伤前必须校准，校准步骤如下： 第一步：按【参数】键，旋转旋钮，选择探头类型，按【确认】键，旋转旋钮，选择斜探头，按【确认】键,按【参数】键，退出参数设置 第二步：按【校准】键，启动自动校准功能 如图2所示，左右移动探头，找到R50和R100两个圆弧的最高波，保持探头不动，按2次【F5】 第三步：在上述第二步，保持探头不动的情况下，在探头刻度尺上读出试块零刻度对应的刻度值， F3键，旋转旋钮输入前沿值； 第四步：如图3所示左右移动探头，找到最高波，保持探头 不动，按2次【F3

DAC 曲线的制作与探伤标准的自定义输入步骤 （动作分解） 一．制作DAC 曲线 ①：按【DAC 】键，启动DAC 菜单。 ②：如图4所示，将探头放在CSK-3A 试块①的位置，左右移动探头找到深为10mm 孔的最高回波，此波不能超过满屏高度，用A 闸门套住此波，按【F3】键，使标定点增加为“1”； ③：如图4所示， 将探头放在CSK-3A 试块②的位置，左右移动探头找到深为20mm 孔的最高回波，此波不能超过满屏高度，用A 闸门套住此波，按【F3】键，使标定点增加为“2”； （图4：DAC 曲线制作） 二．偏置设置（探伤标准的输入）： 按【F5F2，旋转旋钮调节评定线的值，比如设为 -16db 按【F3，旋转旋钮调节定量线的值，比如设为 -10db 按【F4】键，，旋转旋钮调节判废线的值，比如设为 -4db 三．设置表面补偿和评估曲线 按【F5】键，进入第四页 按【F2，旋转旋钮设定工件表面补偿值，一般设为+4db 按【F5，旋转旋钮，一般设定为评定线 四．保存通道 按【通道】键，旋转旋钮选择一个空的通道号，按【F3】保存通道此时，校准的参数和DAC 曲线均保存在了通道里。 【注:由于试块种类繁多，使用方法也较多，以上方法较为常用，仅供选择使用】 103020② CSK-3A

相控阵检测工艺规程

超声相控阵检测工艺规程 1 范围 1.1本部分适用于金属材料制承压设备用原材料或零部件和焊接接头的相控阵超声检测，以及金属材料制在用承压设备的相控阵超声检测。对于聚乙烯管道电熔接头，可参照附录C进行相控阵超声检测。 1.2 与承压设备有关的支撑件和结构件的相控阵超声检测也可参照本标准执行。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 12604.1 无损检测术语超声检测 GB/T 29460 含缺陷聚乙烯管道电熔接头安全评定 GB 15558.1 燃气用埋地聚乙烯（PE）管道系统第1部分：管材 GB 15558.2 燃气用埋地聚乙烯（PE）管道系统第2部分：管件 JB/T 8428 无损检测超声试块通用规范 JB/T 11731 无损检测超声相控阵探头通用技术条件 JB/T 11779 无损检测相控阵超声检测仪技术条件 JB/T 10062 超声探伤用探头性能测试方法 NB/T 47013.1 承压设备无损检测第1部分：通用要求 NB/T 47013.3 承压设备无损检测第3部分：超声检测 NB/T 47013.10 承压设备无损检测第10部分：衍射时差法超声检测 3 术语和定义 GB/T 12604.1、GB/T 29460、NB/T 47013.3和NB/T 47013.10界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 坐标定义coordinate definition 规定检测起始参考点O点以及X、Y和Z坐标的含义，如图1所示。 O：设定的检测起始参考点；X：沿焊缝长度方向的坐标； Y：沿焊缝宽度方向的坐标；Z：沿焊缝厚度方向的坐标 图1 坐标定义 3.2 相控阵超声检测phased array ultrasonic testing 根据设定的延迟法则激发相控阵阵列探头各独立压电晶片（阵元），合成声束并实现声束的移动、偏转和聚焦等功能，再按一定的延迟法则接收超声信号并以图像的方式显示被检对象内部状态的超声检测技术。 3.3

相控阵探伤仪校准修正方法

超声相控阵检测技术的声束发射和声束接收与A型扫描超声波检测类似，都基于超声波脉冲反射法的原理。相控阵仪器发射电脉冲激发探头晶片，晶片发生逆压电效应产生超声波脉冲声束。系统通过声束入射到反射体的发射与接收时间的关系，自动算出反射体的声程、深度、水平距离并显示在仪器屏幕上。因此，为了让仪器显示的数据准确，在实施检测前应对仪器进行校准。超声相控阵校准分四个步骤依次进行，声速校准、延迟校准、灵敏度校准（ACG修正）以及TCG修正。本文以奥林巴斯OMNISCAN仪器为例讲解各类校准的方法。 一、声速校准 原理：相控阵扇形扫查、线性扫查分别与A型扫描超声检测斜探头、直探头校准的方法相似。扇形扫查的声束入射到两个半径为50mm与100m同心圆，线性扫查声束入射两个不同厚度的试块，系统通过入射到两个反射体的发射与接收时间关系计算出声速。校准声速的目的是让仪器计算的声速与被检工件声速相近，减少测量误差。 （1）扇形扫查：调节角度指针至设置的扇形扫查范围中心角度，例如：扇形扫查范围为30°-70°，调节角度指针至50°。将探头至于CSK-IA试块，前后移动探头找到两个同心半圆的最大反射回波，固定探头，分别移动闸门套住回波依次“得到位”，最后确定完成声速校准。 （2）线性扫查：移动探头找到探头最大回波，闸门依次套住回波“得到位”，最后确定完成声速校准。 注意事项：校准声速的过程中应注意温度变化，应事先了解被检测材料的声学特性等。 二、延迟校准 本人对相控阵延迟的理解：相控阵的超声波脉冲发射装置由探头晶片与楔块组成，延迟激发晶片发射超声波形成扇形声束，各角度的声束经过楔块与耦合层到达工件接触面所需要的时间，如图1，红色线为各角度声束的延迟。虽然在仪器初始设置过程中输入了探头与楔块等相关参数，但是输入的参数与实际参数的误差，楔块磨损，扫查角度，耦合剂等因素都会影响实际的延迟数值。 图1 相控阵延迟影响因素示意图 超声相控阵延迟采用横孔校准，每个聚焦法则形成的声束入射到相同深度的横孔，系统通过入射到横孔的发射与接收时间，自动将每个角度的声束延迟校准到平衡位置。 方法：超声相控阵的延迟常采用CSK-IA试块深度为15mm的φ2横通孔校准，将闸门锁定的深度设置为10-20mm。探头放置在CSK-IA试块上前后移动探头，依次选择“校准”、“确定”完成延迟校准。完成后的屏幕图像如图3所示。 图2 延迟校准示意图