声束
- 复合材料R区超声相控阵检测声场仿真试验研究
检测，开展了不同声束截面声场分布规律研究，并对影响声场分布的关键参数进行仿真分析和试验验证。1 检测原理基于超声相控阵的声束聚焦和阵列扫查原理，采用曲面阵列探头，晶片排列形式如图1（a）所示。检测时，使曲面阵列探头的圆弧圆心与被检测R区圆心重合，阵列探头与R区相对位置如图1（b）所示。1组晶片作为1个虚拟阵元发射声波，利用阵列扫查依次激发所有晶片，实现R区全范围声束垂直入射检测。R区超声相控阵检测可以采用聚焦和非聚焦两种方式，非聚焦检测时，晶片组发射的声束
航空制造技术 2023年22期2024-01-18
- HFW 焊管串列式超声波自动探伤技术
波探伤方式超声波声束有效声束宽度为6 mm，超过12 mm 壁厚的大壁厚钢管，中间区域存在盲区，无法检测到，故需要通过探头串列的方式进行探伤，方可保证大壁厚钢管整个壁厚范围内均可覆盖。为此，宝钢HFW 焊管生产线增设了串列式超声波自动探伤设备，为国内第一家拥有串列式超声波自动探伤技术的HFW 焊管制造厂家，有效地保障了大壁厚焊管中间区域的焊缝质量。1 宝钢HFW 生产线焊缝探伤设备介绍宝钢HFW 生产线共有焊缝探伤2 套，1 套为常规的焊缝超声波探伤设备，
钢管 2023年4期2023-10-16
- 基于粒子群算法的超振荡超分辨聚焦声场设计*
023)针对传统声束的衍射极限问题,如何构建具有更高分辨率的聚焦声场,是实现超分辨声成像和声操控领域的重大挑战之一.本文在考虑成像分辨率同时兼顾声场可控制性,提出了一种基于粒子群优化算法的多频超振荡超分辨聚焦声场设计方法.基于常规换能器声场的衍射效应,利用半波带法设计中心频率菲涅耳透镜,并以中心频率为基准在换能器带宽范围内设置多频信号来构建超振荡声场,进一步通过粒子群算法对多频声束的振幅和相位进行优化,在远场构建了焦域半径能够小于中心频率半波长的超振荡声场
物理学报 2022年20期2022-10-27
- 管座角焊缝相控阵超声检测工艺研究
检测面存在曲率，声束入射点和实际入射角度不断变化，而目前多数相控阵设备仅支持平板对接焊缝等简单结构的预设建模，对超声声束的实际覆盖范围不具备代表性，且无法实时地根据探头所在位置对图像或声束进行修正，因此仍有可能导致缺陷漏检、错检和定位误差。本文在优化了管座角焊缝的结构建模方法基础上，根据声场仿真和模拟试块检测结果，进行了相控阵检测工艺的改进，提高了管座角焊缝的检测可靠性。1 管座角焊缝的图形修正以换热器球型封头与出水管角焊缝为例，考虑到在役检查时相控阵探头
电站辅机 2022年1期2022-07-23
- 基于CIVA软件的全聚焦相控阵声场特性仿真
定方向上，偏离主声束方向的声压迅速减少。常规相控阵的声场是根据延时法则施加于相控阵阵元，并由各个阵元激发的超声波进行干涉和叠加所形成的，其声能主要集中在焦点附近的一个特定区域，偏离聚焦区域的声场声压则迅速减少。全聚焦相控阵的声场是通过对目标区的每一个像素点进行聚焦计算和叠加平均处理的结果，因此其声场具有独特性。全聚焦成像算法是基于接收信号后处理的思想，对检测回波数据进行离线分析成像，是一种非实时的检测方法，具有比当前常规相控阵超声检测技术更高的缺陷成像能力
无损检测 2022年6期2022-07-05
- 换能器参数对TC4钛合金板相控阵超声检测的影响
信息，可精确控制声束偏转和聚焦目标区域，分析接收的超声波信号，实现对待检测工件的超声检测［6-7］。在实际工业检测中，超声相控阵换能器检测参数，如阵元数量、阵元间距和检测频率等一定程度上影响检测效果，需要根据检测对象，建立仿真模型分析声波传播特性和声场分布，指导检测参数选取，节约成本并保证相控阵成像的分辨力和检测结果的准确性［8-9］。张聪颖［10］利用CIVA仿真平台对超声相控阵声场进行了仿真，模拟声束的偏转和聚焦，采用Lee滤波技术对换能器接收到的信号
实验室研究与探索 2022年1期2022-03-23
- 固体中线性相控阵列的瞬态聚焦特性∗
，即可实现动态的声束偏转和聚焦，具有灵活的声束可控性，从而被广泛应用于超声成像领域[1−4]。根据阵元的排列方式，相控阵可以分为线性阵列、环形阵列、柱面阵列、二维阵列、非整数维阵列等[5−11]。各种形式的相控阵具有不同的应用场景，国内外学者也分别对它们进行了深入的研究，例如章成广等[11]研究了非整数维阵列的声束聚焦特性，并将其应用在石油井下的检测成像；卢超等[12]建立了带楔块的二维相控阵声场模型以研究其稳态声场特性；李文涛等[13]提出了一种应用于各
应用声学 2022年1期2022-03-05
- 基于多模式全聚焦方法不同声束路径下的异型构件焊缝缺陷成像研究
缺陷信号除了来自声束与缺陷的直接作用外，还包含经试块底部反射至缺陷再返回探头的信号，以及经试块底部反射至缺陷再沿原路径返回的信号，上述声束传播路径分别被称为直接模式（Direct mode）、半跨模式（Half-skip mode）和全跨模式（Full-skip mode）[4-5]。对于特定取向的裂纹，使用不同的模式波进行全聚焦方法（Total focusing method, TFM）成像，成像质量会有明显区别。本文同时考虑直接、半跨和全跨模式，通过C
机械工程师 2021年12期2021-12-22
- 相控阵超声扇形扫描影响因素分析
信号的方式来控制声束的聚焦和偏转，进而改变焦点的位置和大小，将被测物的内部信息更加直观地展现出来，实现对物体内部缺陷的检测[1]。相控阵超声扇形扫描涉及到多个参数的选择，且各参数之间相互影响，只有参数选择合理才能提升缺陷检测的质量[2]。文章在现有研究的基础上[3-6]，综合考虑相控阵超声换能器的焦距、偏转角度及孔径对成像质量的影响，采用控制变量法，通过对比缺陷孔成像直径的大小，来判断成像的质量以及确定最佳参数。根据试验结果对参数进行优化，可以最大程度发挥
无损检测 2021年11期2021-12-22
- 线聚焦探头的声反射特性和检测应用的研究
头声场不同区域的声束反射特性和棒材中声束指向性等影响检测灵敏度和信噪比的因素展开研究。线聚焦探头声反射特性测量方法的确定线聚焦探头的声反射特性与x、y和z3 个方向有关，综合考虑测量反射体足够小和直度的情况下选择φ1.5mm 钢棒作为测量反射体，以焦距F处y和z两个方向的声反射特性测量进行测量方法示意，如图1所示，其中晶片长度L、宽度d，声透镜为圆柱面，可分别测量声束的（-2dB）宽度、（-3dB）宽度和（-6dB）宽度；由于（-6dB）宽度测量时反射波幅
航空制造技术 2021年21期2021-12-06
- 基于COMSOL的线聚焦EMAT声场特性仿真分析*
线聚焦主瓣峰值和声束宽度的影响，揭示换能器关键参数对其线聚焦性能的作用规律，对指导实际的应用过程具有重要意义。1 线聚焦EMAT工作原理及线圈几何构型本文重点关注线聚焦EMAT作用于铝合金的情况，因此只考虑洛伦兹力的作用。图1(a)所示为换能器工作原理示意图，换能器主要包括三部分:提供偏置磁场的永磁体、承载大功率交变电流的曲折线圈和被检测的铝合金试块。曲折线圈相邻导线电流流向相反且导线间距连续变化，当大功率交变电流流过曲折线圈时，根据法拉第感应定律，交变电
传感器与微系统 2021年11期2021-11-24
- 小径管相控阵超声检测中不同管径成像机制对比研究
测中进入工件中的声束具有多个角度，减少了探头的移动距离，为检测效率的提升奠定基础。通过聚焦法则控制超声脉冲延时，可实现声束在工件中聚焦，获得良好的检测灵敏度。焊缝PAUT检测是以成像显示检测结果,即将采集的三维数据体按照实际的物理位置关系重构后显示在不同平面上的图像。目前的相控阵超声检测仪器能提供多种成像显示，如A型显示、S型显示、C型显示等，为检测人员判别缺陷真伪提供了帮助，使检测结果更加准确、可靠。小径管环焊缝的相控阵超声检测属于曲面工件的检测，相对于
化工装备技术 2021年5期2021-11-02
- 超声波爬波检测精准度因素分析
内部的延迟块四、声束形状的影响超声波探头所用的晶片一般有圆形和方形两种，对于一个长分别为2a，宽度为2b的矩形声源，假定声波为连续正弦波，如图1-5所示，假设超声波的晶片是一个矩形，长度为2a宽度为2b，传声介质为液体的条件下传播模型，向量Q是从晶片发出的任意一个方向的超声波声束，建立立体坐标系，声束在空间坐标平面上的与xoz面上的夹角记为θ（∠P0Q），与xoy平面上的夹角记为ψ（∠P0Z）。图1-5 方形晶片发射声波的指向性方形晶片上的声场符合公式1-
中文信息 2021年9期2021-10-29
- 超声波相控阵技术在特种设备无损检测中的应用研究
波相控阵;探头;声束引言早期使用的检测技术表现出检测结果不准确、检测时间长等问题，应用性能逐渐处于末位淘汰状态。超声波相控阵被提出后，成功占据了检测技术的关键地位，成为检测技术的主流应用。1.扫查法1.1扇形扫查扇形扫查检测技术，是使用探头设定检测深度，启用相同功能的芯片，以一个角度为切入点进行全面扫查。在此种检测过程中，选用一组阵元，针对被选阵元进行各种聚集检测，每次调整波束的检测角度，获得全新的扇形扫查范围。此种检测方法，适用于各类外观特征、检测条件欠
装备维修技术 2021年47期2021-07-12
- TOFD检测技术中声束交点位置的探讨
FD检测技术中，声束交点的选择会影响衍射声场覆盖的检测区域及扫查面盲区的大小，该参数对TOFD检测结果的可靠性至关重要。国内外TOFD检测标准中，推荐的探头中心间距设置方法一般有如下几类：① 使探头对的声束交点位于其所检测最大深度的2/3处(如标准BS 7706：1993，BS DD CEN/TS 14751:2004，NB/T 47013.10-2015)；② 使探头对的声束交点位于缺陷可能发生的区域(标准BS DD ENV 583-6-2000)；③
无损检测 2021年6期2021-07-01
- B型套筒搭接焊缝的相控阵超声检测
结构与检测方法、声束覆盖与模拟试块、检测工艺制定与结果分析等方面研究B型套筒搭接焊缝的检测。图1 B型套筒结构示意1 相控阵探头声场模型建立单一晶片换能器发射声场的模型考虑了声场在任意复杂界面处的反射和投射,以及在任意介质中的传播过程。模型的发射声场φ(r,t)由瑞利积分得到，表示为φ(r，t)=(1)式中:T为积分区域(对探头表面积分)；r′,r为点源位置；ds为点源面积元；vn为点源的振动速度；Tra为声束在界面上的折射系数;D为声波衰减系数;c为声速
无损检测 2021年5期2021-06-08
- 基于UltraVision仿真技术的小径管超声相控阵检测工艺分析
参数配置、超声波声束覆盖范围、编码器设计及缺陷的响应效果等进行模拟仿真，不仅提高效率、节约成本，还可以优化检测工艺[1-2]。本文采用基于UltraVision仿真技术的超声相控阵检测工艺，对火电厂典型规格的小径管进行3D建模，设置不同检测工艺参数，进行声束覆盖范围和缺陷响应能力的模拟仿真，对检测工艺的适用性和可靠性进行探索。1 UltraVision仿真软件介绍UltraVision仿真软件是由美国Zetec公司研发的一款功能强大、界面直观的专业无损检测
内蒙古电力技术 2021年2期2021-05-29
- Gauss 声束对离轴椭圆柱的声辐射力矩*
功推导出任意涡旋声束对在轴球形粒子声辐射力矩的表达式, 并以Bessel 声束为例进行了仿真.近年来, Zhang[16]和Gong 等[17]详细分析了Bessel 声束的声辐射力矩特性和力矩方向的决定因素, 其结果对分析涡旋声场中粒子的转动特性具有重要意义.除了球形粒子外, 柱形粒子在实际应用中也很常见, 如纳米管[18]、长纤维[19]和声表面波器件[20]等.2007 年, Hasheminejad[21]利用Mathieu 函数计算得到了无限长弹
物理学报 2021年8期2021-05-06
- 超声相控阵在管道缺陷检测中的优化设计分析
基础上，可以完成声束的有效转移与聚焦。在对超声相控阵换能器进行应用的过程中，为了可以满足不同应用环境与条件的需求，可以根据实际情况实现对超声相控阵换能器的多种组合，主要包括1维线阵、1.5维矩阵、2维矩阵、环形阵、扇形阵、1维凹面阵、双线矩阵、双1.5维阵等，具体如下图1所示。对于不同形式的相控阵，在对阵元发射延时的有效控制，最终可以获取到比较灵活的声束，同时在保证探头稳定性的基础上，可以实现大范围的检测工作。其中，1维线阵在具体的制造过程中，通常涉及到的
消费导刊 2021年7期2021-04-26
- 多元高斯声束叠加模型在隐蔽工程的识别应用
积分法、多元高斯声束叠加法模拟超声波声场分布情况,虽然瑞丽积分方法的模型简单,但需要大量进行积分运算才能保证结果准确性,且该方法更适用于计算衍射声场;后者计算速度快,成像好,容易获得解析解[2],并被广泛应用.郭文静等在2013年应用多元高斯声束模型,实现了声场的可视化,并通过不同的入射方式实现了超声探头在圆柱体中的声场的仿真[3];陈友兴等在2015年以多元高斯声束模型为媒介,建立了以圆柱体为研究对象的三维声场模型并证明高斯声束模型的准确性[4];郭忠存
吉林建筑大学学报 2021年1期2021-03-24
- 超声波相控阵技术在特种设备无损检测中的应用研究
波相控阵;探头;声束引言早期使用的检测技术表现出检测结果不准确、检测时间长等问题，应用性能逐渐处于末位淘汰状态。超声波相控阵被提出后，成功占据了检测技术的关键地位，成为检测技术的主流应用。1.扫查法1.1扇形扫查扇形扫查检测技术，是使用探头设定检测深度，启用相同功能的芯片，以一个角度为切入点进行全面扫查。在此种检测过程中，选用一组阵元，针对被选阵元进行各种聚集检测，每次调整波束的检测角度，获得全新的扇形扫查范围。此种检测方法，适用于各类外观特征、检测条件欠
装备维修技术 2021年46期2021-03-07
- 基于CIVA 仿真小径薄壁管座角焊缝检测的相控阵探头优化设计
按照延迟法则形成声束偏转和聚焦等，从而实现对所测区域缺陷直观成像。而本文采用装有楔块的相阵探头置于角焊缝的母管侧，采用超声相控阵聚焦检测方式用二次波对安放式小径薄壁管座角焊缝进行检测。平面线性相控阵为超声相控阵中典型阵列，将其各阵元近似为点声源，通过特定延时法则使各个点声源的声场进行叠加，从而实现声束聚焦和偏转。装有斜楔块的平面线阵声束偏转聚焦示意图如图1 所示，建立直角坐标系，以第1 个阵中心的坐标点O（x0，z0）为参考点，x 轴与楔块底面平行，且其正
科技创新与应用 2021年4期2021-01-24
- 不锈钢复合板焊缝PAUT二次波扫查可适用性研究
先考虑一次横波主声束入射到焊缝下半部分焊缝体积，焊缝双侧扫查。扫查计划A 见图2。该设置楔块前沿相对焊缝中心线偏移量为35 mm，第一组声束覆盖焊缝下表面及热影响区（见图中蓝色声束），第二组声束覆盖焊缝中上部区域（见图中红色声束）。图2 扫查计划AFig.2 Scan plan A按照图2 扫查计划A，焊缝上表面附近区域声束无法覆盖。考虑增加一个扫查计划B，增大声束偏移量，尝试使用二次波覆盖上表面附近区域。此时暂不考虑焊缝下表面的厚度3.2 mm 不锈钢材
化工设备与管道 2020年3期2020-08-26
- 超声检测中超声波束覆盖率的探讨
声探头，测量探头声束宽度,确定超声波束覆盖率(以下简称覆盖率)的方法，解决了锻件超声检测100%覆盖的问题。1 标准中对覆盖率的描述JB/T 5000.15-2007 《重型机械通用技术条件》中5.8.1.3节规定：探头每次移动至少有15%的重合。GB/T 6402-2008 《钢锻件超声检测方法》中12.4节规定：100%扫查区应在规定的表面上执行，相邻探头移动覆盖区至少为有效探头直径的10%。2 对标准中移动覆盖率的理解JB/T 5000.15-200
无损检测 2020年8期2020-08-21
- 超声爬波在异形薄壁管材超声检测中的应用
所需角度的超声波声束。超声爬波又称表面下纵波或者爬行纵波，是超声纵波在第一介质中以第一临界角入射到第二介质中，在第二介质中产生的超声波[2]。超声爬波在传播过程中能量主要集中在近表面，有利于在薄壁结构中覆盖整个壁厚范围，爬波可用于小径管焊缝、薄板和棒材、丝材的检测。同时，超声爬波可沿管壁传播较远距离，有利于一些异形结构的检测。介绍了采用超声爬波技术检测六边形异形管材的方法，利用超声爬波的传播特性，实现了管材全部检测范围的声束覆盖。最后在缺陷试块上进行试验，
无损检测 2020年5期2020-05-31
- 相控阵超声检测扇形扫描的两种成像方式比较
收)偏转和聚焦的声束检测工件中的缺陷，并对缺陷进行超声成像。相控阵超声检测结果以图像形式显示，分为A扫描、B扫描、S扫描、E扫描及P扫描等，扫描结果直观易懂，存储的数据具有动态回放功能，并且还能记录扫查位置。这些功能是常规超声检测技术难以实现的。目前相控阵超声检测普遍采用扇形扫描检测(即S扫描)，扇形扫描成像方式有两种模式(见图1)，一种是按实际几何结构成像，其特点是显示直观、易定性、容易区分伪显示；另一种是按声程成像进行试验，其特点是显示不直观、给分析缺
无损检测 2019年12期2019-12-19
- 多层介质中超声相控阵声场仿真∗
引言由于良好的声束控制以及成像能力，超声相控阵已经广泛应用于无损检测以及其他领域[1−5]。换能器参数(阵元宽度、阵元间距以及频率等)、时间延迟以及介质性质等均对实际检测有着很大的影响。尤其是当超声波在多层介质中传播时，由于反射、透射以及模式转换的存在，超声场变得相当复杂，这给实际检测带来了很大干扰。为了优化换能器参数，提高超声相控阵在多层介质中的检测效率，对声场的模拟计算并深入了解声场分布及特性显得尤为重要。对于多层介质中声场的计算问题，多高斯声束叠加
应用声学 2019年5期2019-11-30
- 国内外超声探头性能测试标准的比较与分析
分类方法，如根据声束在被检材料中的入射方向分为直探头和斜探头，根据声束形状分为平探头[1]和聚焦探头，根据耦合方式分为接触式探头和液浸式探头等[2]。超声探头性能测试是超声检测系统性能测试的主要内容之一，其结果会直接影响到检测结果的准确性。超声探头性能参数分为使用特性参数和声学性能参数[3]。使用特性参数主要有脉冲宽度、中心频率、相对带宽、相对脉冲回波灵敏度、阻抗与斜探头入射点等。声学性能是不同类型超声探头在被检材料中辐射声场的表征。平探头使用特性参数主要
无损检测 2019年4期2019-04-19
- TOFD检测工艺的技术问题探讨
0～5MHz，主声束角度为70°～60°，晶片尺寸为2～6mm。在实际工作中，尽量选择性能良好的探头，通过仪器的调节，可以使直通波声学脉冲长度达到1.0个脉冲周期，底波声学脉冲长度达到2.0个脉冲周期，这样大大减小了盲区的高度。因此，据此计算盲区高度，以确定所选探头的参数，计算结果见表1，本项目选择角度相对较小的60°探头。表1 表面盲区高度计算结果表1.2 声束覆盖通过以上分析，所选择的探头角度和频率从理论上保证了检测盲区高度的最小化，但是，TOFD检测
水利技术监督 2019年1期2019-02-21
- 超声波声束扩散理论在TOFD技术中的应用
度上移，不能达到声束的全覆盖，致使超声波不能完全覆盖所检区域，导致工件根部范围内的缺陷漏检。因此，笔者提出，从超声波声束扩散的原理进行分析探讨，在减小表面盲区高度并保证声束全覆盖的前提下，使探头晶片尺寸和频率等工艺参数达到最优化，以提高焊缝缺陷的检出率。1 TOFD技术的表面盲区TOFD技术利用2个宽频带、窄脉冲探头进行探伤，一个作为发射探头，一个作为接收探头，相对于焊缝中心线对称布置。TOFD通常使用频率为2～10 MHz的纵波探头，接收探头接收到直达的
综合智慧能源 2018年11期2018-12-18
- 相控阵超声换能器延时法则可视化分析
相控阵超声换能器声束延时法则数学模型。同时建模分析凹凸曲面构件中的延时法则。通过可视化处理方法，得出相控阵超声换能器延时法则的直观量化结果，为选取相控阵检测技术的最优化工艺参数提供了理论依据。相控阵；超声换能器；延时法则；可视化；数学模型1. 引言超声相控阵技术的特点是各个阵元晶片可被仪器控制单独激励，因其独特的优势及优于常规超声检测的技术特点，近几年在工业无损检测领域越来越受到重视，并得到了广泛的应用[1，2]。相控阵换能器可通过电子控制，实现声束的偏转
航天制造技术 2018年5期2018-11-19
- 相控阵超声检测横向分辨力的影响因素
延迟时间，来实现声束的偏转和聚焦。线阵换能器的声场参数示意如图2所示。图2 线阵换能器的声场参数示意对于阵元数量为N、阵元间距为d、阵元宽度为a的线阵相控阵换能器，当换能器孔径D远大于波长λ时，近场长度可表示为[2](2)常将主声束上焦点两侧相对于聚焦点处声压下降20%的主声束长度定义为聚焦深度Fe，焦距为F，在采用球面聚焦方式时，聚焦深度可表示为[3]Fe=8.16λ(F/D)2(3)2F/D>1(4)对于线阵换能器，x≪F的区域[3](5)式中：e为声
无损检测 2018年7期2018-08-07
- 焊缝缺陷高度超声测量的分析
别是幅度比较法、声束边界交叉法和最大幅度法。(1) 幅度比较法该方法是将探测到的缺陷回波与对比试块中的人工反射体的回波进行比较从而获得缺陷高度值的。如二者反射回波高度相同且声程相同，则认为与声束交叉的两个反射体的高度是相同的。在实际检测工作中，几乎不可能保证焊缝中的缺陷和人工反射体的声程相同；为方便操作，必须使用不同深度的人工反射体制作DAC(距离-波幅)曲线，将缺陷回波与DAC曲线高度进行比较,如果回波高于曲线,说明缺陷高度大于人工反射体高度。由于该方法
无损检测 2018年6期2018-06-25
- 超声探头发射声场模拟及其缺陷响应研究*
积分法和多元高斯声束叠加法[4]。其中，瑞利积分法计算精度很高，但是很难获得解析解，计算量大。多元高斯声束叠加法计算速度快，更加容易获得声场解析表达式。陈友兴等采用多元高斯声束叠加法对圆柱体进行了声场仿真，但是只研究了曲界面对超声声场的影响，没有涉及其他的检测参数[5]。张书增等基于基尔霍夫近似建立了横通孔缺陷散射声场模型，但是并没有对小尺寸夹杂类缺陷进行研究[6]。本文基于多元高斯声束叠加理论，进行了超声探头发射声场建模，并且研究了各检测参数对探头发射声
组合机床与自动化加工技术 2018年5期2018-06-07
- AFA 3G破损燃料棒的超声检测
的传播路径，并对声束传播距离进行了理论计算，同时分析了燃料棒包壳内壁介质对Lamb波能量的影响，并对上述理论分析结果与实测数据进行了对比。1 Lamb波传播原理在管道圆周方向上可以存在和平板Lamb波类似的超声导波[8]，称为周向Lamb波。由于Lamb波沿周向传播，管道轴向的裂纹易于检出。周向Lamb波在管道中传播时由于受到管道几何尺寸的影响，管道中传播的Lamb波波速与其频率有关，也就是说Lamb波的速度随频率的不同而不同，这称为Lamb波的频散现象。
无损检测 2018年3期2018-03-22
- 试析超声相控阵技术下的水工金属结构焊缝检测
主要优势就是能对声束指向实施高效而灵活的控制，借助相位控制能快速移动或者是偏转声束来扫查，不需要使用复杂化机械扫查的装置，能精确检测出复杂结构发生的损伤。在水利水电的行业中，由于水工金属性结构的复杂性，常规化的超声波检测达不到安全检测要求，而超声相控阵技术能达到无损检测效果，具有较好的应用和推广价值[1]。1 超声相控阵技术原理与特征超声相控阵技术简称为PAUT，其基本原理是：对换能器阵列内各个阵元激励脉冲或接收脉冲的时序、规则进行控制，调整从各个阵元接收
世界有色金属 2018年2期2018-01-29
- 快速预估水下圆形角反射体散射声场的修正声束弹跳方法
体散射声场的修正声束弹跳方法梁晶晶1，于洋2，陈文剑2，胡思为2，王珲2，王艺哲2(1．中国人民解放军91918部队，北京 100230；2．哈尔滨工程大学水声工程学院，黑龙江哈尔滨 150001)针对水下圆形角反射体散射声场计算速度问题，在声束弹跳法基础上，提出了一种快速预估散射声场的修正声束弹跳法。对组成圆形三面角反射体的弧形边缘进行离散化，相邻离散点与角反射体顶点构成板块元，并与声源点构成入射声束，利用几何声学计算每条声束在角反射体反射面上的反射，同
声学技术 2017年4期2017-10-14
- 超声传输时间法颈动脉脉搏波速估计精度及影响因素研究
过程中扫描帧频与声束数对脉动位移曲线估计、延迟时间估计及PWV拟合的估计精度，采用方差分析确定了误差显著性和影响因素的主次关系。结果表明，脉动位移相对误差在0.23~0.28之间，帧频对其估计精度影响不显著()；延迟时间估计同时受声束对距离和帧频的影响()，声束对间距从2.38 mm增大到 38 mm，平均相对误差由0.99减至0.06；帧频从1127 Hz 减小为226 Hz，平均相对误差由0.19 增至 0.43; PWV拟合受声束数及帧频的共同影响，
电子与信息学报 2017年2期2017-10-13
- 曲轴R角缺陷的超声相控阵快速检测
曲轴R角部位3D声束仿真模型的曲轴检测专用模块，并在曲轴R角部位设置了切槽和通孔人工缺陷。超声相控阵检测结果表明，采用具有专用曲轴模块的相控阵扇形扫描检测方式，可以实现对曲轴R角缺陷的快速有效检测，同时结合曲轴R角部位3D仿真模型,可实现曲轴R角缺陷的精确定位。曲轴R角；超声相控阵；3D声束仿真模型；扇形扫描曲轴R角部位缺陷的常规超声检测，是在普通斜探头的基础上增加了一个侧向倾角，使得超声波同时向前方和侧方发射，便于实现对曲轴R角处的检测[1]。曲轴R角缺
无损检测 2017年5期2017-06-05
- 自动超声串列检测工艺对双面埋弧焊钢管焊缝检测结果的影响
头实际位置与按主声束中心声束所得出的理论位置存在较大偏差。通过理论分析和试验验证，发现检测工艺中焊缝余高对检测结果产生了较大的影响。最后根据问题产生的原因对检测工艺进行了调整，有效解决了串列检测中存在的问题。双面埋弧焊钢管；焊缝；超声检测；串列检测；焊缝余高焊接钢管是将钢板(或钢卷)成型，并将一组相对边焊接在一起所形成的中空管状物。双面埋弧焊是焊接钢管采取的主要焊接工艺之一，所形成的焊缝型式如图1所示[1]。图1 双面埋弧焊钢管的焊缝型式Fig.1 Wel
理化检验(物理分册) 2017年3期2017-04-10
- 二维超声心动图检查中常见的伪像分析
个物理假设：①超声束在介质中以直线传播；②声速在各种介质中均匀一致；③超声的吸收衰减系数在各种介质中均匀一致［2］。但在人体组织中上述3个假定条件很难满足，因此会造成图像与实际组织情况不一致，形成混响、声影、镜像伪像及折射伪像等。1.混响：超声垂直照射到平整的界面时形成声束在探头与界面之间来回反射，出现等距离的多条回声，其回声强度渐次减少，称为多次反射。由多次反射或散射发生的回声连续出现的现象称为混响伪像［3］。二维超声心动图检查中，当心腔内出现较强的反射
临床超声医学杂志 2017年1期2017-03-03
- 超声检测中缺陷显示长度的修正
考虑由反射导致的声束扩散的问题。笔者针对曲率表面工件在超声检测中，不同情况下的缺陷指示深度的修正问题进行了讨论。1 超声检测测长方法1.1 测长方法分类一般认为，当缺陷尺寸小于声束截面时，可用缺陷回波幅度当量直接表示缺陷的大小；当缺陷大于声束截面时，幅度当量不能表示缺陷的尺寸，而需用缺陷的指示长度表示缺陷的尺寸。但实际上，对焊缝超声检测而言，不管缺陷的大小，验收标准既有幅度的要求，又有长度的要求。这样，当缺陷尺寸小于声束截面时，也要求对其进行测长。根据测定
无损检测 2016年12期2016-12-26
- 声束可视化在管节点焊缝超声检测中的应用
100086)声束可视化在管节点焊缝超声检测中的应用王少军1,宋 盼1,程俊2,左延田1(1.上海市特种设备监督检验技术研究院， 上海 200062；2.北京青云航空仪表有限公司， 北京 100086)通过简化钢管几何结构，构建了管节点焊缝任意剖面的数学模型。利用几何声学原理和计算机模拟技术，绘制了焊接接头的剖面图和超声波的传播路径，实现了焊接接头声束覆盖模型的可视化，为制定超声相控阵检测工艺、设置设备检测参数和检验检测效果提供了技术支持和直观的图像显示
无损检测 2016年6期2016-09-12
- 超声TOFD二次波检测技术在奥氏体不锈钢焊缝无损检测中的应用
声能衰减、散射、声束扭曲会使得奥氏体不锈钢焊缝的超声检测较为困难。分析了焊缝中超声波衰减及散射的各向异性特征及其影响因素，并提出了基于超声TOFD技术的二次波检测方法。通过调整探头间距改变焊缝目标区域的检测声束折射角，深入分析声束入射方向及晶粒生长方向对检测信号信噪比的影响。结果表明：检测波在奥氏体不锈钢焊缝中的传播呈现明显的各向异性特征；当检测声束与柱状晶生长方向成较小夹角时，可获得较高的检测信号信噪比。因此，当探头置于焊缝余高侧时，为获得较小的检测声束
无损检测 2016年6期2016-09-12
- 曲轴R区域超声相控阵检测方法研究
建立曲轴R部位的声束覆盖模型，研究超声相控声束对曲轴R部位的覆盖及反射特点；然后，用超声相控阵方法对曲轴R区域进行检测实验，采用弧面楔块，改善声耦合效果；用VB编写的辅助检测软件，对回波信号进行定位和分析。实验对象为带人工缺陷的三拐曲轴，利用相控阵多角度声束扫查功能对其进行检测，将相控阵系统得到的回波信号数据输入辅助软件对缺陷进行定位，其定位绝对误差＜2mm，并且缺陷位置显示直观，有利于判别。实验研究结果表明：利用超声相控阵成像技术和辅助检测软件相结合的手
中国测试 2016年7期2016-08-13
- 基于多元高斯声束模型的圆柱体三维声场仿真*
0）基于多元高斯声束模型的圆柱体三维声场仿真*陈友兴1，2，席海军3，郭文静1，吴其洲1，王召巴1，2（1.中北大学电子测试技术国家重点实验室，太原 030051；2.中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，太原 030051；3.辽宁庆阳特种化工有限公司，辽宁 辽阳 111000）结合圆柱体工件内部缺陷超声检测的实际情况，采用多元高斯声束模型仿真了检测时超声波的三维声场分布。针对水浸式超声检测原理，将超声传播的过程分解成探头发射、液体耦合介质中的传播
火力与指挥控制 2015年6期2015-06-23
- 管道不规则接头内外斜台对相控阵超声检测的影响
因该方法在应用时声束覆盖区域小，缺陷检出率低，若用两个不同K值斜探头进行扫查，虽可扩大声束覆盖区，但仍会存在较大未覆盖区域。因此，研究利用相控阵声束在工件中的偏转和聚焦，以及不移动探头多角度检测增大声束覆盖范围，提高缺陷检出率和检测效率非常重要。由于接头两侧内外壁斜台面的影响，相控阵声束在接头中的传播变得很复杂，检测人员凭经验很难准确确定工艺和信号源，容易造成误判和漏检。针对这一问题，建立了相控阵声束在管道接头中的传播模型，并分析了典型斜台结构对声束传播的
无损检测 2015年11期2015-05-14
- 非均匀介质中超声场仿真研究*
所研究的超声纵波声束从水中倾斜入射至钢中)，超声声束在第二介质中发生波形的转换分为折射纵波和折射横波，分别用L和T表示。由式(3.4)可知 βl＞α，且 βl随着 α 的增大而增大。当βl=90°时(图1(b)所示)，此时的纵波入射角为第一临界角，用αI表示，可知当入射角大于第一临界角时，第二介质中只有折射横波存在。若cl1＜ct2，则 βt＞α，且 βt随着 α 的增大而增大。当βt=90°时，如图1(c)所示，此时入射角为第二临界角，用αⅡ表示，可知当
山西电子技术 2015年4期2015-05-12
- TKY管节点焊缝超声相控阵的计算机辅助检测
模型，确定相控阵声束线。在此基础上，通过采用计算机辅助技术手段，有效降低了TKY管节点焊缝超声相控阵扇形扫查时的检测盲区，实现了声束覆盖焊接接头范围的可视化，开展相应的计算机辅助检测实验。分析表明，采用超声相控阵的计算机辅助检测能快速识别和定位焊缝缺陷，显著提高检测效率和缺陷检出率。TKY管节点；超声相控阵；焊缝检测；计算机辅助；缺陷定位0 前言在以钢结构为主的桥梁、建筑、海洋平台上，大量使用管节点作为主要或非主要的承载结构，综合性能较为优越的TKY管节点
电焊机 2015年7期2015-01-16
- 超声波测量缺陷延伸长度
07标准中6dB声束直径的计算公式进行修正，测量结果往往存在很大的争议，针对超声波测量缺陷延伸长度提出了2个假设来进行讨论和分析：第一，宽度小于声束直径的点状缺陷6dB 法测长需修正；第二，缺陷宽度大于声束直径时用6dB法测长不需修正。6dB声束直径的计算公式为：式中：Ts为晶片直径，mm；D6dB为6dB 声束直径，mm；λ为波长，mm；S为缺陷深度，mm。1 小于声束直径的点状缺陷6dB法测长修正1.1 提出假设根据《超声检测》中缺陷指示长度测定的原理
无损检测 2015年6期2015-01-11
- 航空发动机盘件径轴向裂纹底波监控超声检测方法研究
面延伸，而超声波声束多从端面入射进行检测，裂纹取向不利于检测;其次，针对开口裂纹，通常采用体波、纵波、表面波、背散射共振和模式转换等裂纹尖端反射技术进行检测［4～7］，然而，裂纹尖端对于声波的吸收和散射明显，而反射较弱，因此采用裂纹尖端反射技术难以准确检测裂纹［8，9］;另外，实际盘件中产生的裂纹多为闭合裂纹，尺寸小，闭合紧，声波对裂纹反应不敏感，从而降低了检测的可靠性。国内外研究者在裂纹的超声检测方面进行了大量研究，并取得了一定成果。车俊铁等［10］设计
航空材料学报 2014年5期2014-11-18
- 半圆板与齿条板焊缝超声检测技术
确不同角度探头的声束扫查覆盖范围，确定扫查截面范围的重合区域。结果表明，半圆板与齿条板焊缝的不同位置需要采用不同角度的探头联合进行扫查，为检测类似形状工件提供了一种可行的方法。自升式平台；超声波检测；半圆板与齿条板；声束覆盖0 前言自升式钻井平台又称甲板升降式或桩腿式平台，这种平台一般由平台本体（或称浮体）、升降装置和桩腿（一般3～4个） 等部件组成。自升式海洋平台服役过程中，所处的海洋环境十分复杂和恶劣，台风、海浪、海流、海冰和潮汐、海底地震等都对平台的
船舶职业教育 2014年6期2014-05-05
- 水浸探头声场参数对缺陷评定的影响
素，还为实现聚焦声束检测，满足高灵敏度、高分辨率检测需求提供了条件。聚焦探头由于其检测灵敏度高、对缺陷方向不敏感等优点，在一些重要零件的检测中应用得越来越多。笔者通过采用不同声场参数的水浸探头对同一零件的检测和评定结果的对比，分析和讨论了水浸探头声场对缺陷检测和评定的影响，为日后检测参数的选择和缺陷评定提供一些参考。1 检测原理水浸检测分为普通非聚焦探头和聚焦探头两种。如图1所示，其中，D为晶片直径，R为聚集透镜半径，F为焦距，L为焦程长度。在普通非聚焦探
无损检测 2013年8期2013-12-04
- TKY管接点焊缝形状模型在相控阵检测中的应用
行了二维截面上的声束覆盖模拟和实施自动回波定位方法。1 计算机辅助程序1.1 TKY截面模型的建立对相贯节点超声检测时，进行缺陷定位的基础就是得到垂直于焊缝的声束截面，即过该点的法平面截得主支管所得的剖面图。根据空间几何知识很明显，法平面与主管的内、外壁的相交曲线及法平面与支管的内、外壁的相交曲线，是两组同心椭圆曲线。图1 管节点焊缝截面以二面角为钝角时为例：如图1所示，设根部间隙为m，焊缝宽度为n；主管椭圆中心点O2；支管椭圆中心点为O1，两椭圆短轴的夹
无损检测 2013年12期2013-10-25
- 基于曲光线跟踪算法的超声成像实时模拟研究
光线跟踪算法模拟声束，并用于心脏超声图像的模拟. 这种方法用理想化的光线模拟声束，光线不具有面积，降低了模拟图像的真实性. 文献［4-9］的另一个局限在于不能实时调整超声成像的重要参数，如声波频率和焦距. 但在实际超声扫查过程中，选择最优成像参数是一个重要的技巧.斑点是由于声波的随机散射造成的，是超声成像的固有特性，在病理诊断中有一定作用. 但由于声波在人体内传输的复杂性，完全模拟超声斑点非常耗时. 近年已有研究利用不同的概率分布函数来描述超声斑点模式［1
深圳大学学报（理工版） 2012年4期2012-12-23
- 超声相控阵系统的聚焦特性研究
分，分别为：① 声束扩散的测定。② 声束偏转极限的测试。③ 相控阵晶片有效性的测试。④ 相控阵聚焦能力的评价。⑤ 相控阵参数控制及数据显示的评价。⑥ 对相控阵楔块衰减以及时间延迟的补偿的评价。⑦相控阵仪器线性的评价。该导则目的在于给相控阵性能测试提供指导，并未对具体的试验参数进行规定，对于验收评判需由具体标准进行规定。为研究超声相控阵系统的聚焦特性及偏转特性，文章参照了ASTM E2491：2008标准的测试方法进行试验设计。1 测试方法及试验条件1.1
无损检测 2012年10期2012-10-23
- 超声检测中双晶纵波探头的选择机理
工件中反射回来的声束转换成的电信号。由于操作中选择了探伤仪上的双晶操作按钮,使发射电路与接收电路分开,这样就不存在单晶探头遇到的问题,即由于到达放大器的第一个声压来自于脉冲发生器,使发射和接收的声波在始脉冲区域产生混叠,产生所谓的盲区。因此使用双晶探头检测识别近表面缺陷的能力明显优于普通的单晶探头。双晶纵波直探头的结构如图1所示,图中L为延迟楔块高度,F为焦距,αL和βL分别为入射角和折射角,在工件中声束交叉的区域为ABCD菱形区,双晶探头具有较高的检测灵
无损检测 2011年1期2011-07-23
- 焊缝余高对超声波探伤的影响
伤时，探头下扩散声束在焊缝表面的反射回波，很容易被误判为缺陷。如在厚板焊缝中（T＝50mm 左右），常发现距背面4～10mm 深度范围内的熔合线附近有不同长度连续的超标反射波（图6）。图6 中厚板对接焊缝超声波探伤对于这种反射波，按照常规的判断很容易被评定为未熔合或母材中的缺陷。当拍打背面焊缝区时波幅变化不明显，然而砂轮打磨背面焊缝时可见波幅逐渐降低直至消失，这说明该反射波是来自于背缝的焊缝表面。此种现象极易导至误判，造成不应该的返修。3 焊缝余高干扰回波
无损检测 2010年8期2010-12-04
- 复杂结构焊接件超声相控阵检测的数值仿真
波信号,从而控制声束在工件中的偏转和聚焦[1]。与传统超声检测技术相比,超声相控阵检测技术有很多优点。采用电子方法控制声束聚焦和偏转,可以在不移动或少移动探头的情况下进行快捷的扫查,提高检测速度;良好的声束指向性能对复杂几何形状的工件进行探查;通过控制焦点尺寸、焦点深度和声束方向,可使检测分辨率、信噪比和灵敏度等性能得到提高。相控阵超声检测的一个重要优点是可进行超声成像,可以得到物体的清晰均匀的高分辨率声学成像,这对检测结果的分析评定是很有利的。CIVA
无损检测 2010年9期2010-12-04