相控陣超聲波檢測試塊的標(biāo)準(zhǔn)及分類

相控陣超聲波檢測隨著電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的不斷革新，已經(jīng)開始應(yīng)用于工業(yè)無損檢測領(lǐng)域。近年來，得益于數(shù)字電子和數(shù)字信號處理(DSP)技術(shù)的推陳出新，相控陣超聲波技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展尤為迅速。正如常規(guī)超聲檢測需要各種試塊一樣，相控陣超聲檢測也需要各種類型的試塊，其主要包括校準(zhǔn)試塊、參考試塊和模擬試塊等。

相控陣超聲波檢測基本原理

相控陣超聲波檢測技術(shù)使用不同形狀的多陣元換能器產(chǎn)生和接收超聲波束，通過控制換能器陣列中各陣元發(fā)射(或接收)脈沖的延遲時間，改變聲波到達(dá)(或來自)物體內(nèi)某點(diǎn)的相位關(guān)系，來實(shí)現(xiàn)焦點(diǎn)和聲束方向的變化，從而實(shí)現(xiàn)超聲波的波束掃描、偏轉(zhuǎn)和聚焦；然后，采用機(jī)械掃描和電子掃描相結(jié)合的方法來實(shí)現(xiàn)圖像成像，目前使用最多的是一維線形陣列探頭，其壓電晶片沿直線排列，聚焦聲場為片狀，能夠得到缺欠的二維圖像，在工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。

相控陣超聲波檢測分類主要有：線性掃查、扇形掃查、深度聚焦等。

①線性掃查：在不同的時間激發(fā)不同的晶片組。對不同的晶片組而言，聚焦法則相同，高頻電脈沖多路傳輸從而形成電子掃查。

②扇形掃查：通過探頭的波束偏轉(zhuǎn)來控制。使用相同的晶片組，組內(nèi)不同晶片激發(fā)的時間不同，從而產(chǎn)生不同角度的波束偏轉(zhuǎn)。

③波束聚焦：需要采用對稱的聚焦法則，聚焦只能在近場，如果焦距選擇大于近場長度，將無聚焦效果。

相控陣超聲波試塊分類

為了保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性、再現(xiàn)性和重復(fù)性，與一般的測量過程一樣，需要用一個具有已知固定特性的試樣或試塊對檢測系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)。試塊和設(shè)備、探頭一樣，是超聲檢測系統(tǒng)中的重要組成部分，其按一定用途設(shè)計并包含了具有簡單幾何形狀的人工反射體。

超聲檢測用試塊通常分為標(biāo)準(zhǔn)試塊(校準(zhǔn)試塊)，對比試塊(參考試塊)和模擬試塊(演示試塊)。標(biāo)準(zhǔn)試塊是指具有規(guī)定的化學(xué)成分、表面粗糙度、熱處理及幾何形狀的材料塊。其主要用于檢測系統(tǒng)性能的校準(zhǔn)和評定。

參考試塊是指與被檢工件聲學(xué)性能相同或相似，含有意義明確參考反射體的試塊。其主要用于檢測系統(tǒng)的幅度和(或)時間分度的調(diào)節(jié)，以將檢出的不連續(xù)信號與已知反射體所產(chǎn)生的信號相比較。模擬試塊是指材料、熱處理工藝以及加工工藝與被檢工件基本相同，含有加工工藝產(chǎn)生的特定缺欠的試塊。其主要用于評價檢測工藝的有效性和檢測結(jié)果的可靠性。

試塊基本要求

標(biāo)準(zhǔn)試塊由權(quán)威機(jī)構(gòu)制定，包括國際組織和國家相關(guān)機(jī)構(gòu)。標(biāo)準(zhǔn)試塊具有規(guī)定的材料、形式、表面狀態(tài)、幾何形狀與尺寸，具體要求由權(quán)威機(jī)構(gòu)統(tǒng)一規(guī)定或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)界定。試塊的平行度、垂直度、光潔度和尺寸精度都要符合一定的要求。標(biāo)準(zhǔn)試塊主要用于校準(zhǔn)超聲波檢測設(shè)備，評定設(shè)備、探頭及其組合性能，也可用于調(diào)節(jié)儀器的參數(shù)，如檢測靈敏度和檢測范圍。