凹阵相控阵探头

相控阵探头采用多阵元发射和接收超声波波束。线阵或面阵相控阵探头在一维或多维上排列若干换能器组成阵列。利用相控阵仪器软件设定各阵元的发射和时间延迟来依次激励一个或几个阵元，产生具有可控性的预定相位的声波。各阵元产生的超声波在检测对象产生的声场中相互干涉叠加，从而得到预先希望的波束入射角度和焦点位置，形成发射聚焦或声束偏转等效果。相控阵探头的优点：探头尺寸更小；检测难以接近的部位；检测速度快，检测灵活性更强；可实现对复杂结构件和盲区位置缺陷的检测；通过局部晶片单元组合对声场控制，可实现高速电子扫描，对试件进行高速，多方位和多角度检测；可以节约系统成本：探头更少，机械部分少。相控阵探头可用于复合材料粘接率的检测、钢板快速检测等。凹阵相控阵探头

相控阵探头有着各种尺寸、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。凹阵相控阵探头相控阵探头的声波散射情况在通过3个区域时会发生变化。

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相控阵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，能实现超声波相控阵的波束扫描、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相控阵束，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，从而实现超声波相控阵的波束扫描、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。

相控阵探头检验条件：.1、超声仪器，主要技术要求为：增益调节量超过100dB，低频起始位置小于或等于1KHz，频带宽度超过30MHz。2、示波器，主要技术要求为：频带宽度大于100MHz，通道数大于或等于2个。3、频谱分析仪，频带宽度大于100MHz的频谱分析仪，或能够进行离散型傅里叶变换的示波器。4、阻抗分析仪，较小带宽60MHz的阻抗分析仪或阻抗/增益相位分析仪。5、函数发生器主要技术要求为：a)调制输出幅度：0Vpp～20Vpp；b)高频信号频率范围：0.1MHz～30MHz；c)调制脉冲起始范围：20ns～2000s；d)调制脉冲起始范围：8ns～1999s。线阵相控阵探头有单线阵和双线阵两种。

相控阵探头是由多阵元组成的多晶片探头，相控阵检测技术利用晶片数量上的优势，可以变换组合、分时激励，实现灵活聚焦。相控阵探头晶片数量是决定相控阵聚焦功能的基础，选择合适的晶片数量有利于发挥相控阵技术优势。相控阵探头有很多种，线阵探头是工业应用领域简单常用的。对线阵探头的声场的了解很重要。并且，当扫描时探头表面必须被保护。如果探头面直接在粗糙面上摩擦，它将磨损。当用在金属部件上直接接触检测时，探头的表面应该用铁氟龙胶带保护。这种相控阵解决方案可以提供更大的声束覆盖范围、更快的扫查速度，以及具有更高数据点密度的C扫描成像功能，从而可提高检测效率。相控阵探头的波形持续是指每次探头被脉冲触发后生成的波动周期的数量。凹阵相控阵探头

使用相控阵探头可以产生预定的声束角度或不同角度的声束。凹阵相控阵探头

双线阵相控阵探头区别于常规的单线阵探头，双线阵采用一边发射另一边的工作模式，提供了传统的超声波双晶探头一样的优点。双线阵相控阵探头在腐蚀测量应用中比单线阵相控阵探头具有更好的近地表分辨率和腐蚀凹坑探测能力，提高了临界壁厚检测的概率。同时，双线阵相控阵探头又具备相控阵探头大声场覆盖和多位置聚焦的特点，改变了传统双晶探头检测范围小的难题，具有更快的扫描速度。双线阵相控阵探头的特点：近表面盲区约1mm；可更换探头楔块，更经济；楔块可内置进水孔优化耦合效果；波束覆盖宽度可达30mm；碳钢的典型检查深度范围为1~80mm。凹阵相控阵探头

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