相控阵工作原理PPT学习教案

1、会计学1Source: NDT On-line第1页/共34页第2页/共34页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线形阵1维 线形阵2维 矩形阵圆形阵1维 环形阵2维 扇形阵第3页/共34页pgeHA第4页/共34页F一个长方形晶片被切割成许多个小晶片，形成一维阵列探头，每个小晶片都可以单独激发。第5页/共34页晶片数量：10 孔径：10 x 10mm晶片数量：16 孔径：16 x 10mm晶片数量：32 孔径：32 x 10mm第6页/共34页第7页/共34页dA 点A 可以因为所有的波束都在晶片波束宽度内B点B的效果不好因为波束超出了晶片的波束宽度 d41. 0sin第8页/共34页用不同的延时激发晶片产生不同外形的波束这是一个纵波各个晶片延时相等第9页/共34页激活

3、晶片组第10页/共34页对横波而言, 延时参数是“倾斜的” 如图所示。第11页/共34页图中有阵列里的各个晶片; 加在每个晶片上的延时; 产生的波束在早期、中期和焦点处的形状。为了聚焦和倾斜, 我们采用复合曲线和抛物线。第12页/共34页第13页/共34页F常规超声探头波束角度偏转 (发射)根据惠更斯原理产生超声波束通过带角度楔块的延时使波束角度产生偏转CrystalWedgeMaterialExcitation pulseWave frontDelayLocationABCABC第14页/共34页F常规超声探头波束角度偏转 (接收)根据惠更斯原理在楔块中产生超声波束在超声波接收过程中带角度楔

4、块提供延时使同相位信号在压电晶片上产生结构干涉。CrystalWedgeMaterialReceived signalDelayLocationABCABCS第15页/共34页F相控阵探头波束偏转 (发射) 根据惠更斯原理在楔块中产生超声波束发射过程中通过软件施加精确延时产生带角度波束Wave frontTimeDelayElementFocal law第16页/共34页F相控阵波束形成 (接收) 接收过程中通过软件施加精确延时只有符合延时法则的信号保持同相位，并在合计后产生有效信号。S第17页/共34页相控阵信号处理概述 第18页/共34页第19页/共34页第20页/共34页扇形扫查 不改变

5、位置而改变入射角 检测缺陷时很有用。第21页/共34页12.NF扇形扫查可以不移动探头就检测整个待检工件F检测表面复杂或空间有限的情况下大有用武之地F一个相控阵探头结合了宽波束探头和多焦点探头的优势第22页/共34页第23页/共34页扇形扫查对“难以接近”的复杂型面十分适合如，涡轮叶的根部检测第24页/共34页相控阵检测:30-60度的横波做扇形扫查步进为1度沿圆周轴向做机械扫查相控阵探头:5 MHz, 16晶片, 16 mm x 16 mm固定在楔块上试块:EDM槽2 mm x 0.5 mm第25页/共34页第26页/共34页第27页/共34页第28页/共34页 Mechanical Displacementc = velocity in materialFOCUS DEPTH (PULSER)DYNAMIC FOCUSING (RECEIVER)Beam displacement动态深度聚焦（DDF） 在用一个脉冲检测薄件时十分有效。 波束在返回时重新聚焦第29页/共34页 标准的相控阵动态深度聚焦DDF 在扫查时不断为接收信