【摘要】：超聲相控陣聚焦能將超聲能量聚焦于被檢區(qū)域,使檢測結(jié)果更加明顯,但缺陷定量結(jié)果受相控陣儀器聚焦深度的設(shè)置影響較大。利用超聲相控陣技術(shù),通過真實深度聚焦模式對深度分別為4、9、13、18、23、29、35 mm的Φ2 mm橫通孔進行檢測。結(jié)果表明:當(dāng)聚焦深度與缺陷孔深相同時,孔深和孔徑測量值誤差可達最小值;在孔深前后大約5 mm范圍內(nèi)進行聚焦時,使用相控陣檢測方法對缺陷的定位定量相對較為準(zhǔn)確,可以將誤差控制在1 mm內(nèi)。
【圖文】：

鲇朐し賴?1卷實現(xiàn)波束的偏轉(zhuǎn)和聚焦。相控陣技術(shù)和傳統(tǒng)的超聲檢測技術(shù)及射線檢測技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點［7-9］:1)快速、靈活、性噪比高、可以對復(fù)雜檢測面進行檢測且方向難以辨別的缺陷可檢測性增強;2)檢測效率高、檢驗成本低、安全且無污染。根據(jù)所設(shè)置的聚焦法則的不同，相控陣檢測可以形成線性掃描、扇形掃描以及動態(tài)深度聚焦等形式的電子掃描方式。這些掃描方式與掃查器相結(jié)合即可通過在指定的路徑上移動相控陣探頭來完成被測件的整個體積的檢測。在扇形掃查中，根據(jù)掃查目的的不同，可以將聚焦模式分為如圖1所示的水平投影聚焦、真實深度聚焦、半聲程聚焦及聚焦平面聚焦4類［10］。本研究主要采用真實深度聚焦模式，通過調(diào)整聚焦深度來研究其對缺陷定量的影響。圖1聚焦類型Fig．1Focustype2超聲相控陣探頭、楔塊及試驗試塊選用試驗選用OmniscanMX2型超聲相控陣儀器，5L64A12型號超聲相控陣探頭及5L64A12N55S型號楔塊。其具體參數(shù)如表1所示。表1探頭、楔塊參數(shù)Table1ParametersofprobeandwedgeProbeparametersModelChipwidthChipgapValues5L64A120．9mm0．1mmWedgeparametersModelCentralangleMaterialValues5L64A12N55S55°Plexiglass由于實際缺陷的方向性對檢驗結(jié)果會產(chǎn)生較大影響，當(dāng)入射波束與缺陷面夾角為60°～90°時，缺陷的上下端點能有效地區(qū)分出來，測量值誤差減小;當(dāng)夾角大于90°時，測量誤差增大，這是因為探頭接收的缺陷反射波能量逐漸減弱［11-12］。為了防止由于缺陷與相控陣聲束夾角對試驗結(jié)果的影響，本文采用橫通孔作為檢測目標(biāo)，用于進行不同深度的聚焦測試�，F(xiàn)設(shè)計一塊試塊進行聚焦深度試驗，試塊如圖2所示。該試塊規(guī)格為220mm×20mm×50mm，在距中心線50mm處有一列孔?

elChipwidthChipgapValues5L64A120．9mm0．1mmWedgeparametersModelCentralangleMaterialValues5L64A12N55S55°Plexiglass由于實際缺陷的方向性對檢驗結(jié)果會產(chǎn)生較大影響，當(dāng)入射波束與缺陷面夾角為60°～90°時，缺陷的上下端點能有效地區(qū)分出來，測量值誤差減小;當(dāng)夾角大于90°時，測量誤差增大，這是因為探頭接收的缺陷反射波能量逐漸減弱［11-12］。為了防止由于缺陷與相控陣聲束夾角對試驗結(jié)果的影響，本文采用橫通孔作為檢測目標(biāo)，用于進行不同深度的聚焦測試�，F(xiàn)設(shè)計一塊試塊進行聚焦深度試驗，試塊如圖2所示。該試塊規(guī)格為220mm×20mm×50mm，在距中心線50mm處有一列孔徑為2mm的橫通孔，以滿足不同深度的人工缺陷檢測，各孔對應(yīng)深度依次為4、9、13、18、23、29、35mm。圖2聚焦深度測試試塊Fig．2Focusdepthtestblock3超聲相控陣定量試驗為了研究相控陣檢測技術(shù)聚焦深度對檢測結(jié)果的影響，利用所研制試塊進行2組試驗，用于驗證不同情形下聚焦深度對檢測結(jié)果的影響程度。第一組試驗選定孔深T=18mm、孔徑D=2mm的橫通孔，不斷調(diào)整儀器聚焦深度Fd，觀察該孔的測量深度和孔徑變化，測量數(shù)據(jù)見表2，不同聚焦深度對該孔測量結(jié)果的影響曲線見圖3。由表2和圖3可知:隨著聚焦深度不斷增加，對實際孔深為18mm的缺陷進行相控陣檢測時，孔深和孔徑的測量誤差均先減小后增大，，呈拋物線型式;當(dāng)聚焦深度為18mm，即與實際孔深一致時，孔深的測量誤差達到最小，為0．1mm，對實際孔徑為2mm的缺陷進行相控陣檢測時，孔徑測量誤差也達到最小值，為0．07mm。第二組試驗將儀器聚焦深度Fd設(shè)置為18mm不變，通過該聚焦法則對試塊上不同深度的孔(孔徑D=2mm)進行檢測，測量數(shù)據(jù)見表3，不同孔深對測量結(jié)果的影響曲線見圖4。
【作者單位】： 海洋石油工程股份有限公司;
【分類號】：TG115.285

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李衍;;相控陣超聲對裂紋表征和定量的重要貢獻[J];無損探傷;2013年01期

2 肖武華;孔令昌;;相控陣檢測技術(shù)在缺陷定位、定性、定量準(zhǔn)確性的探討[J];河南科技;2013年14期

3 鐘德煌;徐貝爾;梁茂飛;;超聲波相控陣黃金純度檢測技術(shù)[J];無損檢測;2013年03期

4 蔣承君;巨西民;;海上油氣輸送管道對接環(huán)焊縫的相控陣檢測技術(shù)[J];內(nèi)蒙古石油化工;2009年21期

5 ;關(guān)于舉辦超聲波相控陣檢測技術(shù)應(yīng)用研討會及相控陣檢測實操技能培訓(xùn)班的通知[J];無損探傷;2014年02期

6 田安定;;相控陣超聲檢測技術(shù)應(yīng)用[J];無損檢測;2011年06期

7 ;關(guān)于舉辦超聲波相控陣檢測技術(shù)應(yīng)用研討會及相控陣檢測實操技能培訓(xùn)班通知[J];無損檢測;2014年01期

8 韓相勇;;長輸管線對接環(huán)焊縫自動相控陣超聲波檢測技術(shù)[J];無損檢測;2006年05期

9 張巍;;水輪機蝸殼焊縫的相控陣超聲檢測[J];無損探傷;2013年03期

10 戴競;張敏明;何巖;劉德明;;新型液晶光學(xué)相控陣的特性研究[J];光子學(xué)報;2014年02期

相關(guān)會議論文 前9條

1 李建文;王增勇;湯光平;;鉛合金相控陣成像檢測研究[A];第八屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

2 沈明亞;;光控相控陣方法研究[A];1995年全國微波會議論文集（下冊）[C];1995年

3 張秀梅;林偉軍;;平面相控陣的聚焦特性研究初探[A];中國聲學(xué)學(xué)會2006年全國聲學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

4 董光焰;鄭永超;張文平;王治中;吳登喜;趙明福;田勇;;相控陣激光雷達技術(shù)[A];2006年全國光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會會議文集（C 激光技術(shù)與應(yīng)用專題）[C];2006年

5 鐘文彬;肖永寧;陳世棟;;相控陣超聲波檢測系統(tǒng)及其在工業(yè)無損檢測中的應(yīng)用[A];石油工程焊接技術(shù)交流研討會論文集[C];2005年

6 白小寶;;相控陣串列技術(shù)在電子束焊接件檢測中的應(yīng)用[A];2014陜西省第十四屆無損檢測年會暨產(chǎn)品展示會論文集[C];2014年

7 孫亞杰;袁慎芳;邱雷;王強;;基于Lamb波和相控陣的復(fù)合材料損傷識別研究[A];2008年航空試驗測試技術(shù)峰會論文集[C];2008年

8 師芳芳;孔超;張碧星;;超聲凹面相控陣列及其應(yīng)用[A];泛在信息社會中的聲學(xué)——中國聲學(xué)學(xué)會2010年全國會員代表大會暨學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

9 葉征宇;趙思思;王智勇;;應(yīng)用于激光雷達的光學(xué)相控陣技術(shù)[A];中國光學(xué)學(xué)會2011年學(xué)術(shù)大會摘要集[C];2011年

相關(guān)重要報紙文章 前2條

1 薛振奎 白世武 詹華 夏欣;長輸管道全自動相控陣檢測系統(tǒng)研制[N];石油管道報;2005年

2 孫福金　李旭升　李健;相控陣超聲波檢測技術(shù)與西氣東輸[N];石油管道報;2004年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 劉超;硅基微波/毫米波相控陣收發(fā)芯片設(shè)計[D];電子科技大學(xué);2016年

2 鮑曉宇;相控陣超聲檢測系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];清華大學(xué);2003年

3 高瑜翔;光控相控陣列系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2006年

4 白世武;管道環(huán)焊縫焊接缺陷相控陣超聲檢測系統(tǒng)研究[D];天津大學(xué);2010年

5 王小林;激光相控陣中的優(yōu)化式自適應(yīng)光學(xué)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 姜劍;相控陣結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的數(shù)據(jù)壓縮采樣與損傷識別研究[D];南京信息工程大學(xué);2015年

2 周祥;車輪缺陷相控陣超聲全聚焦成像技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2015年

3 李運才;相控陣超聲合成孔徑成像優(yōu)化方法研究[D];西南交通大學(xué);2015年

4 周建華;液晶相控陣波控技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2014年

5 葉偉龍;基于AATT法相控陣超聲檢測裂紋高度定量誤差研究[D];大連理工大學(xué);2015年

6 楊鎮(zhèn)銘;基于多個液晶相控陣的激光相干合成技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2015年

7 潘文超;基于相控陣的聲傳播規(guī)律及在缺陷定量中的應(yīng)用研究[D];南昌航空大學(xué);2015年

8 孫晴;機載分布式相控陣波束合成方法研究[D];重慶大學(xué);2015年

9 張宗健;基于缺陷散射特性的相控陣超聲全聚焦成像方法研究[D];中北大學(xué);2016年

10 崔娟;基于相控陣原理的水聲成像系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D];中北大學(xué);2016年

本文編號：2527051