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北京理工大学检测与控制研究中心
Center for Nondestructive Testing and Control, Beijing Institute of Technology
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超声相控阵单机械手无损检测系统

能解决的工程问题:

超声相控阵检测技术在核电设备构件检测、车辆轮轴、轮毂、各种发动机缸体等构件检测、承压设备焊缝检测、石油天然气管道焊缝检测、航空航天复合材料构件检测、舰船构件检测等方面得到了广泛应用,获得了良好效果,在对复杂连接焊缝、厚壁管/板焊缝、异构材料焊缝检测方面体现了优越性。超声相控阵检测系统在武器装备构件制造的原材料、机械加工、热处理以及成品验收阶段的检测中广泛使用,在服役装备的构件的定期监测检查,例如舰船壳体、核电汽轮机叶片、航空发动机叶盘、装甲车辆壳体焊缝的检测中也广泛应用。


工作原理简介:

相控阵检测系统,由计算机(带有检测用的配套软件)、相控阵检测仪、运动驱动单元、相控阵换能器、待检工件组成,其结构框图如图1所示。检测过程为:由检测人员操作计算机超声相控阵系统检测软件,在软件中输入工件的各个参数,软件根据聚焦法则自动计算出延时时间,并将延时时间、增益、滤波等参数传递到相控阵检测仪,相控阵检测仪再根据延时时间参数生成延时脉冲激励相控阵换能器产生超声波,不同延时时间脉冲产生的超声波会形成不同的聚焦偏转波束,这个聚焦偏转波束作用于工件,在工件里产生反射回波,相控阵换能器接收来自于工件的超声回波信号,并将这些回波信号传递给相控阵检测仪处理,得到合成信号。合成信号按照一定的数据格式,经数据传输线传递到超声相控阵系统检测软件中,软件再将这些合成信号以多种成像方式显示出来,最后,检测人员根据这些图像分析缺陷、评估工件的各项指标。


主要技术指标:

  • 频率范围:频率带0.35-10 MHz
  • 发射波强度:40V- 400V
  • 探头阵元数:16、32、64、128

系统特点:

  • 通过电子方法控制波束角度和聚焦深度,实现了对复杂结构件和盲区位置缺陷的检测。在检测速度和可靠性方面增强了超声检测的性能,扩展了利用超声技术检测复杂几何形状构件的能力
  • 优化控制焦距长度、焦点尺寸和波束方向,在分辨力、信噪比、缺陷检出率等方面具有一定的优越性
  • 具有实时扫描成像功能,在速度和可靠性方面增强了超声检测的性能
  • 国外技术先进;国内相关设备的研发也取得较大进展。本系统在国内属于先进水平
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