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相控陣超聲技術(shù)的原理和航天應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間：2019-10-25  點(diǎn)擊次數(shù)：人次  分享：

原理

超聲相控陣技術(shù)已有50多年的發(fā)展歷史。相控陣超聲波檢測(cè)作為一種獨(dú)特的技術(shù)得到開發(fā)和應(yīng)用，在21世紀(jì)初已進(jìn)入成熟階段。

1990s由電池供電的便攜式相控陣設(shè)備正式應(yīng)用于工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域。模擬設(shè)備需要電源及空間來創(chuàng)建可以控制聲束的多通道結(jié)構(gòu)，但是進(jìn)入數(shù)字時(shí)代后，成本低廉的嵌入式微處理器的快速發(fā)展推動(dòng)了下一代相控陣設(shè)備的快速發(fā)展。除此之外，低電電子元件、更好的省電結(jié)構(gòu)以及整個(gè)行業(yè)大量使用粘貼板的設(shè)計(jì)也推進(jìn)了新一代小型化的高級(jí)技術(shù)的發(fā)展。新一代的相控陣設(shè)備可以在一臺(tái)便攜裝置中進(jìn)行電子設(shè)置、數(shù)據(jù)處理、顯示及分析，從此次相控陣技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用變得更為廣泛。

傳統(tǒng)的超聲檢測(cè)采用單晶片探頭發(fā)散聲束。在某些情況下也采用雙晶片探頭或者單晶片聚焦探頭來減小盲區(qū)和提高分辨率。但是不管是哪種情況下，超聲場(chǎng)在介質(zhì)中均是按照一個(gè)單一角度的軸線方向傳播，限制了超聲檢測(cè)對(duì)于不同方向缺欠定性和定量的能力。因此，對(duì)于復(fù)雜幾何外形、大壁厚或者探頭掃查空間有限的情況檢測(cè)很難實(shí)現(xiàn)，為此就需要采用相控陣多晶片探頭和電子聚焦聲束來滿足上述情況的檢測(cè)要求。

在航空領(lǐng)域中的應(yīng)用

超聲相控陣技術(shù)是當(dāng)今無損檢測(cè)技術(shù)中最先進(jìn)的超聲檢測(cè)新方法。在型面復(fù)雜的材料結(jié)構(gòu)檢測(cè)中具有獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，適用于復(fù)雜型面的材料構(gòu)件和特殊部位的高精度檢測(cè)，在飛機(jī)復(fù)雜結(jié)構(gòu)檢測(cè)中具有廣闊應(yīng)用前景。檢測(cè)結(jié)果以圖像形式顯示，為缺陷定位、定量、定性、定級(jí)提供了豐富的信息。

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