相控陣工作原理PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)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(gè)長方形晶片被切割成許多個(gè)小晶片，形成一維陣列探頭，每個(gè)小晶片都可以單獨(dú)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(diǎn)A 可以因?yàn)樗械牟ㄊ荚诰ㄊ鴮挾葍?nèi)B點(diǎn)B的效果不好因?yàn)椴ㄊ隽司牟ㄊ鴮挾?d41. 0sin第8頁/共34頁用不同的延時(shí)激發(fā)晶片產(chǎn)生不同外形的波束這是一個(gè)縱波各個(gè)晶片延時(shí)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(shí)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(gè)晶片; 加在每個(gè)晶片上的延時(shí); 產(chǎn)生的波束在早期、中期和焦點(diǎn)處的形狀。為了聚焦和傾斜, 我們采用復(fù)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(zhuǎn) (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(shí)使波束角度產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)CrystalWedgeMaterialExcitation pulseWave frontDelayLocationABCABC第14頁/共34頁F常規(guī)超聲探頭波束角度偏轉(zhuǎn) (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(shí)使同相位信號在壓電晶片上產(chǎn)生結(jié)構(gòu)干涉。CrystalWedgeMaterialReceived signalDelayLocationABCABCS第15頁/共34頁F相控陣探頭波束偏轉(zhuǎn) (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(shí)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(shí)只有符合延時(shí)法則的信號保持同相位，并在合計(jì)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?nèi)肷浣?檢測缺陷時(shí)很有用。第21頁/共34頁12.NF扇形掃查可以不移動(dòng)探頭就檢測整個(gè)待檢工件F檢測表面復(fù)雜或空間有限的情況下大有用武之地F一個(gè)相控陣探頭結(jié)合了寬波束探頭和多焦點(diǎn)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(fù)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(jìn)為1度沿圓周軸向做機(jī)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(dòng)態(tài)深度聚焦（DDF） 在用一個(gè)脈沖檢測薄件時(shí)十分有效。 波束在返回時(shí)重新聚焦第29頁/共34頁 標(biāo)準(zhǔn)的相控陣動(dòng)態(tài)深度聚焦DDF 在掃查時(shí)不斷為接收信