超聲無損檢測報告演示文稿

超聲無損檢測報告演示文稿本文檔共35頁；當前第1頁；編輯于星期六\17點24分優(yōu)選超聲無損檢測報告本文檔共35頁；當前第2頁；編輯于星期六\17點24分CompanyLogo目錄1.超聲無損檢測相關理論2.脈沖反射法3.衍射時差法（TOFD）4.超聲相控陣5.硬件電路設計本文檔共35頁；當前第3頁；編輯于星期六\17點24分1.超聲無損檢測相關理論什么是超聲波和超聲無損檢測超聲無損檢測，就是通過超聲波與試件相互作用，對探頭接收到的回波進行研究，從而對被測工件內部做出無損評價。超聲波，是值頻率在20000Hz以上的聲波本文檔共35頁；當前第4頁；編輯于星期六\17點24分1.超聲無損檢測相關理論超聲無損檢測的基本原理——超聲波在試件中的傳播特性聲源產生超聲波，采用一定的方式使超聲波進入試件超聲波在試件中傳播遇到缺陷，傳播方向或特征被改變改變后的超聲波被接收設備接受，對其進行處理和分析根據接收的超聲波的特征，評估試件內部是否存在缺陷

及缺陷的特性本文檔共35頁；當前第5頁；編輯于星期六\17點24分1.超聲無損檢測相關理論如何發(fā)射與接收超聲波——超聲波換能器超聲波換能器，是一種聲能與其他能量相互轉換的器件在這里用到的是聲/電轉換，原理是壓電效應高壓脈沖信號——激發(fā)產生超聲波——發(fā)射實現返回的超聲波打在器件上——激發(fā)產生電信號——接受實現本文檔共35頁；當前第6頁；編輯于星期六\17點24分2.脈沖反射法工作原理工件內部缺陷導致材質的不連續(xù)，進而導致聲阻抗的不一致導致工缺陷處產生一個兩側聲阻抗特性不同的接觸面超聲波傳播到此處，一部分會被反射回去，另一部分繼續(xù)向

前傳播反射回來的超聲波的能量大小與接觸面兩側聲阻抗差異及接

觸面的大小、取向有關，即與缺陷的狀況有關本文檔共35頁；當前第7頁；編輯于星期六\17點24分2.脈沖反射法工作原理圖本文檔共35頁；當前第8頁；編輯于星期六\17點24分3.TOFD什么是TOFD？衍射時差法(TOFD)是一種依靠從待檢試件內部結構（主要是指缺陷）的“端角”和“端點”處得到的衍射能量來檢測缺陷的方法。本文檔共35頁；當前第9頁；編輯于星期六\17點24分3.TOFDTOFD的工作原理與常規(guī)的超聲技術不同，TOFD法不用脈沖回波幅度對缺陷大小做定量測定，而是靠脈沖傳播時間來定量。

本文檔共35頁；當前第10頁；編輯于星期六\17點24分TOFD的常見配置發(fā)射探頭接收探頭橫向波上端點下端點內壁反射信號本文檔共35頁；當前第11頁；編輯于星期六\17點24分A掃信號發(fā)射探頭接收探頭橫向波LW上端點下端點內壁反射波BW本文檔共35頁；當前第12頁；編輯于星期六\17點24分發(fā)射探頭接收探頭SSdLWBWt0t0始脈沖t傳播時間本文檔共35頁；當前第13頁；編輯于星期六\17點24分傳播時間發(fā)射探頭接收探頭SSdt0t0本文檔共35頁；當前第14頁；編輯于星期六\17點24分缺陷深度發(fā)射探頭接收探頭SSdt0t0本文檔共35頁；當前第15頁；編輯于星期六\17點24分缺陷自身高度發(fā)射探頭接收探頭2Sd1d2由于計算自身高度只需要測量時間,所以垂直方向定量會很準確。本文檔共35頁；當前第16頁；編輯于星期六\17點24分3.TOFD兩種常見的特殊缺陷

向外表面延伸的缺陷向內表面延伸的缺陷本文檔共35頁；當前第17頁；編輯于星期六\17點24分向外表面延伸的裂紋發(fā)射探頭接收探頭裂紋尖端內壁反射波BW橫向波被隔開了沒有橫向波本文檔共35頁；當前第18頁；編輯于星期六\17點24分向內表面延伸的裂紋發(fā)射探頭接收探頭橫向波LW尖端信號內壁反射信號被隔開了沒有內壁反射波本文檔共35頁；當前第19頁；編輯于星期六\17點24分3.TOFDTOFD方法的優(yōu)點

缺陷檢出率比脈沖反射法要高容易檢出方向性不好的缺陷可以識別向內外表面延伸的缺陷采用TOFD和脈沖反射法相結合，可以實現100%

焊縫覆蓋。沿焊縫作一次掃查即可完成，檢測效率高缺陷定量、定位精度高。本文檔共35頁；當前第20頁；編輯于星期六\17點24分3.TOFDTOFD的局限性

在上、下表面附近盲區(qū)對“噪聲”敏感夸大了一些良性的缺陷和工件本身設計帶有

的孔、洞等解釋比較困難，需要一定經驗支持本文檔共35頁；當前第21頁；編輯于星期六\17點24分4.超聲相控陣什么是相控陣？

超聲相控陣成像技術的基本思想來自于雷達所使用的相控陣技術。相控陣雷達是由多個輻射單元

按照一定圖形排成陣列組成。控制系統通過改變

陣列天線中各單元的幅度和相位，在一定空間范

圍內合成靈活快速的相控雷達波束。本文檔共35頁；當前第22頁；編輯于星期六\17點24分4.超聲相控陣什么是相控陣？

而超聲相控陣探頭則由多個壓電晶片代替雷達的電磁發(fā)射單元組成陣列，按一定的時序和規(guī)則用控制系統激發(fā)各個陣元，來調節(jié)聲束聚焦

的方向和焦點的位置。本文檔共35頁；當前第23頁；編輯于星期六\17點24分4.超聲相控陣

本文檔共35頁；當前第24頁；編輯于星期六\17點24分4.超聲相控陣超聲相控陣檢測的優(yōu)點

可以控制聲束偏轉和聚焦，波束指向靈活，可以檢

測到傳統方法無法檢測的區(qū)域不需要設計復雜的掃查裝置，也不需要頻繁更換探頭，機構簡單，操作方便較低驅動電壓下也能得到聲場強度較大的掃描信號提高系統的檢測分辨力，信噪比和靈敏度抗干擾能力增強本文檔共35頁；當前第25頁；編輯于星期六\17點24分4.超聲相控陣超聲相控陣發(fā)射聚焦和發(fā)射偏轉技術

理論基礎—波的疊加和干涉

本文檔共35頁；當前第26頁；編輯于星期六\17點24分4.超聲相控陣超聲相控陣發(fā)射聚焦和發(fā)射偏轉技術

相控陣發(fā)射發(fā)射相控偏轉與聚焦本文檔共35頁；當前第27頁；編輯于星期六\17點24分4.超聲相控陣超聲相控陣發(fā)射聚焦和發(fā)射偏轉技術

相控陣接收接受聲束相控技術本文檔共35頁；當前第28頁；編輯于星期六\17點24分4.超聲相控陣掃查方式

聚焦法則在發(fā)射相控控制中，通過給予陣列探頭中的陣元不同的時延，可以得到不同形式的波陣面。反之如果給定一種聲束聚焦方式，則可以確定各個陣元的時延，這種時延規(guī)則被稱為聚焦法

則本文檔共35頁；當前第29頁；編輯于星期六\17點24分4.超聲相控陣掃查方式

聚焦法則由相控發(fā)射偏轉與聚焦圖可知：當聚焦法則滿足線性關系時，合成聲束發(fā)生偏轉當聚焦法則滿足拋物線關系時，合成聲束在正下方某一深度聚焦本文檔共35頁；當前第30頁；編輯于星期六\17點24分4.超聲相控陣掃查方式

常用的三種相控陣掃查方式線性掃查：將相鄰的若干陣元視為一組，按照一定的時間間隔對各組陣元施加相同的聚焦法則。合成聲束將以恒定角度和聚焦深度

沿陣元延伸的方向進行掃查。本文檔共35頁；當前第31頁；編輯于星期六\17點24分4.超聲相控陣掃查方式

常用的三種相控陣掃查方式扇形掃查：使用同一組陣元，采用不同的聚焦法則，以實現超聲束在一個扇形區(qū)域內的掃描。本文檔共35頁；當前第32頁；編輯于星期六\17點24分4.超聲相控陣掃查方式

常用的三種相控陣掃查方式動態(tài)聚焦：采用同一組陣元，發(fā)射時使合成聲束聚焦在某一個焦點上；在超聲接收時通過實時地改變聚焦法則，使接收聲束在聲束軸線上的不同深度進行聚焦，聚焦點覆蓋整個深度。本文檔共35頁；當前第33頁；編輯于星期六\17點24分4.超聲相控陣超聲相控陣發(fā)射聚焦延時計算

發(fā)射延時計算坐標系P點的坐標為：P點到F相對于陣列中心點的時延為結果為負表示第i個陣元相對于陣列中心點提前發(fā)射，反之則延遲發(fā)射。本文檔共35頁；當前第34頁；編輯于星期六\17點24分5.硬件電路設計硬件電路結構

探頭：產生超聲波的器件發(fā)射前端：由FPGA控制產生高壓脈沖信號，使探頭發(fā)

出超聲波