相控阵超声检测曲面阵列与平面阵列的对比

陈积乐，魏玉伟，李琦恒，谭达真，梁圣钊

(1.广西壮族自治区特种设备检验研究院，南宁 530029；2.中国石化销售股份有限公司华南分公司，广州 510145)

相控阵超声检测技术(PAUT)近年来得到了快速的发展，其主要优势在于能方便地控制声束的偏转和改变焦点位置，在特种设备、石油化工、核电、航空航天、船舶制造等行业发挥着重要作用。与传统超声检测相比,相控阵超声检测的扫描方式特殊,扫描速度快；相控阵换能器可以满足多种应用场景,灵活性好;可在减少不必要操作的情况下顺利完成复杂区域的扫描;缺陷检岀率和信噪比较高[1]。随着PAUT技术的发展，其在管道环焊缝检测上的应用也越来越成熟，研究表明PAUT在管道环焊缝检测中，95%的置信度下90%检出率对应的缺陷尺寸可达0.92 mm,具有较高的检出可靠性，且定性准确性较好[2]。PAUT在曲面工件检测中，主要使用的换能器阵列有平面阵列与曲面阵列，平面阵列由于制造相对简单，应用范围较广，曲面阵列在曲面工件检测中具有良好的耦合效果和自聚焦作用而被广泛应用于小径管检测中。相控阵换能器的晶片形式对曲面工件的检测效果有重要影响。

相控阵超声检测技术是通过控制阵列换能器各阵元激励脉冲信号的延迟时间，使阵元发射的声波在空间产生干涉效应,进而形成具有偏转和聚焦特性的合成声束,实现空间内某一点的聚焦[3]。控制换能器阵列发出的超声信号相位(延时)的技术是相控阵检测技术的核心。……