相控陣工作原理PPT學習教案

1、會計學1Source: NDT On-line第1頁/共34頁第2頁/共34頁12345678910 11 12 13 14 15 16X=-7.9, Y=-8.0 - X=7.9Y=8.01234567891011121314151617181920212223242526272829303132X=-3.9, Y=-1.9 - X=3.9Y=1.912345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758596061X=-6.5, Y=

2、-6.5 - X=6.5Y=6.5線形陣1維 線形陣2維 矩形陣圓形陣1維 環(huán)形陣2維 扇形陣第3頁/共34頁pgeHA第4頁/共34頁F一個長方形晶片被切割成許多個小晶片，形成一維陣列探頭，每個小晶片都可以單獨激發(fā)。第5頁/共34頁晶片數(shù)量：10 孔徑：10 x 10mm晶片數(shù)量：16 孔徑：16 x 10mm晶片數(shù)量：32 孔徑：32 x 10mm第6頁/共34頁第7頁/共34頁dA 點A 可以因為所有的波束都在晶片波束寬度內B點B的效果不好因為波束超出了晶片的波束寬度 d41. 0sin第8頁/共34頁用不同的延時激發(fā)晶片產(chǎn)生不同外形的波束這是一個縱波各個晶片延時相等第9頁/共34頁激活

3、晶片組第10頁/共34頁對橫波而言, 延時參數(shù)是“傾斜的” 如圖所示。第11頁/共34頁圖中有陣列里的各個晶片; 加在每個晶片上的延時; 產(chǎn)生的波束在早期、中期和焦點處的形狀。為了聚焦和傾斜, 我們采用復合曲線和拋物線。第12頁/共34頁第13頁/共34頁F常規(guī)超聲探頭波束角度偏轉 (發(fā)射)根據(jù)惠更斯原理產(chǎn)生超聲波束通過帶角度楔塊的延時使波束角度產(chǎn)生偏轉CrystalWedgeMaterialExcitation pulseWave frontDelayLocationABCABC第14頁/共34頁F常規(guī)超聲探頭波束角度偏轉 (接收)根據(jù)惠更斯原理在楔塊中產(chǎn)生超聲波束在超聲波接收過程中帶角度楔

4、塊提供延時使同相位信號在壓電晶片上產(chǎn)生結構干涉。CrystalWedgeMaterialReceived signalDelayLocationABCABCS第15頁/共34頁F相控陣探頭波束偏轉 (發(fā)射) 根據(jù)惠更斯原理在楔塊中產(chǎn)生超聲波束發(fā)射過程中通過軟件施加精確延時產(chǎn)生帶角度波束Wave frontTimeDelayElementFocal law第16頁/共34頁F相控陣波束形成 (接收) 接收過程中通過軟件施加精確延時只有符合延時法則的信號保持同相位，并在合計后產(chǎn)生有效信號。S第17頁/共34頁相控陣信號處理概述 第18頁/共34頁第19頁/共34頁第20頁/共34頁扇形掃查 不改變

5、位置而改變入射角 檢測缺陷時很有用。第21頁/共34頁12.NF扇形掃查可以不移動探頭就檢測整個待檢工件F檢測表面復雜或空間有限的情況下大有用武之地F一個相控陣探頭結合了寬波束探頭和多焦點探頭的優(yōu)勢第22頁/共34頁第23頁/共34頁扇形掃查對“難以接近”的復雜型面十分適合如，渦輪葉的根部檢測第24頁/共34頁相控陣檢測:30-60度的橫波做扇形掃查步進為1度沿圓周軸向做機械掃查相控陣探頭:5 MHz, 16晶片, 16 mm x 16 mm固定在楔塊上試塊:EDM槽2 mm x 0.5 mm第25頁/共34頁第26頁/共34頁第27頁/共34頁第28頁/共34頁 Mechanical Displacementc = velocity in materialFOCUS DEPTH (PULSER)DYNAMIC FOCUSING (RECEIVER)Beam displacement動態(tài)深度聚焦（DDF） 在用一個脈沖檢測薄件時十分有效。 波束在返回時重新聚焦第29頁/共34頁 標準的相控陣動態(tài)深度聚焦DDF 在掃查時不斷為接收信