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相控陣超聲技術的原理和航天應用

發(fā)布時間：2019-10-25  點擊次數(shù)：人次  分享：

原理

超聲相控陣技術已有50多年的發(fā)展歷史。相控陣超聲波檢測作為一種獨特的技術得到開發(fā)和應用，在21世紀初已進入成熟階段。

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

傳統(tǒng)的超聲檢測采用單晶片探頭發(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，超聲場在介質中均是按照一個單一角度的軸線方向傳播，限制了超聲檢測對于不同方向缺欠定性和定量的能力。因此，對于復雜幾何外形、大壁厚或者探頭掃查空間有限的情況檢測很難實現(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要求。

在航空領域中的應用

超聲相控陣技術是當今無損檢測技術中最先進的超聲檢測新方法。在型面復雜的材料結構檢測中具有獨特的技術優(yōu)勢，適用于復雜型面的材料構件和特殊部位的高精度檢測，在飛機復雜結構檢測中具有廣闊應用前景。檢測結果以圖像形式顯示，為缺陷定位、定量、定性、定級提供了豐富的信息。

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