相控阵
便携式相控阵32/128PR
1.作用
便携式相控阵适合“手动检测”;也可作为自动化主机,但比专用自动化主机少了“内置运动控制、自动分析数据报警、检测报告自动上传”三个模块。
2.设备参数及功能特点
2.1.设备参数
最大数据采集速度:数据采集速度可达2GB/s,远超现有便携式检测系统的数据采集速率,极高的采集速度保证实时快速TFM检测。
PAUT发射接收配置:32/128PR,可实现32通道并行激发。
常规接收/发射通道数:2/2
相控阵通道检测模式:PE/PC
常规通道检测模式:PE/PC/TOFD
声速:340-25000m/s
脉冲方式:正/负/双极性可选
最大脉冲重复频率20KHz,拥有极高的检测效率。
最大聚焦法则数8192,可以满足各种复杂检测工艺
脉冲电压+/-100V
11.6inch超清显示屏,屏幕更大更清晰
250G固态硬盘,可升级至1T
位数:16位
A扫最大幅值:1600%,缺陷测量更加精准
最多可同时显示9组视图
脉冲宽度:20-1250ns
延迟:0-20μs
相控阵系统带宽:0.4-18MHz
增益范围:0-110dB(30dB离线增益)
接收延迟:0-20μs
采样频率:200MHz
全聚焦点数:最大1024*1024
闸门数:3个(I/A/B)
检测报告:word格式/PDF
语言:中文/English
内置存储:EMMC(128G)+ SSD(1T)
电池工作时间:4-5小时
设备连续工作时间:≥24h
工作温度:-10—45℃
2.2.相控阵主机功能及特点:
主机配置了32:128PR通道,可同时激发32晶片进行相控阵扇扫检测,并可使用最多128晶片进行线扫检测。仪器还具有全聚焦及PCI(相位相干成像)检测能力,并可进行最多64晶片的全聚焦及PCI检测。
2.2.1.TFM(全聚焦技术)
全聚焦技术对于缺陷的真实还原能力有较大提升,可反映缺陷的真实形貌。
图 1:25mm半径圆弧孔全聚焦检测结果(孔直径1mm)
图 2:25mm壁厚焊缝3组全聚焦检测结果
2.2.2.PCI(TFM衍生技术:相位相干成像)
PCI(相位相干成像)技术作为全聚焦技术的衍生技术,它是不基于波幅的一种全新检测技术,因而对于缺陷的测量能力有了较大的提升,同时因为其对于衍射信号及其敏感,因而对于极小缺陷的检测能力也有了大幅提升。
图 3:10mm平面缺陷PCI实测结果10.7mm
图 4:6mm深0.3mm平底孔缺陷PCI检测结果
2.2.3.双线阵、双矩阵探头设置
主机由于具有PR一收一发功能,因而还可进行最多单侧64晶片的双晶矩阵或者双晶线阵相控阵检测。
图 8:双晶矩阵和双晶线阵检测设置界面
2.2.4.AIM(TFM模式下的声学响应分布图功能)
全聚焦模式下具有AIM声学响应分布图功能,其反映的是缺陷的回波能量分布情况,比普通的声场分布图能够更加真实反映仪器接收到的回波情况。
图 5:AIM声学相应分布图
2.2.5.PA+TFM同时采集
仪器可相控阵PA和全聚焦TFM两种技术同时进行检测采集,结合两种检测结果进行数据分析,提供了更加可靠的检测数据。
图 6:1组PA+3组TFM全聚焦检测结果
2.2.6.模块化预制
仪器预制多种检测模式,可快速进入到需要的检测界面
图 7:图6 预制多模式界面
2.2.7.晶片检查功能
内置晶片灵敏度检查功能,可快速检查晶片损坏情况。
图 8:晶片灵敏度检查界面
2.2.8.内置焊缝模拟软件
内置焊缝模拟软件,可根据焊帽宽度自动反推出内部坡口形状,用于无法了解焊缝坡口真实情况的检测现场,同时3D显示工件情况。
图 9:焊缝设置界面
2.2.9.九组界面布局同时显示
方便快捷的界面布局设置,最多可达9组不同的设置,并可任意快速切换显示界面。
图 10:界面布局设置界面
2.2.10.缺陷自动测量
缺陷自动测量功能,可根据-6dB方法进行缺陷的长度,高度等的自动测量,并自动给出缺陷当量和评级。
图 11:缺陷自动给测量和评定界面
2.3.配件
2.3.1.探头、扫查器、楔块,具有极高的灵活性,接受各种定制化服务。
2.3.2.轮式探头
轮式探头特点:
只需少量耦合剂,即可获得优质耦合效果
经过简便的设置,可获得高效C扫描
25mm的水延迟块,可以对厚度达50mm
的复合材料进行检测
高达51.2mm宽泛的声束覆盖范围
衰减性极低的透明轮材料
复合材料和其他表面平滑材料的零度检测
板材腐蚀检测、大直径管材轴向腐蚀检测
图 12:轮式探头 图 13:相控阵轮式探头、DMA/DLA探头
3.便携式相控阵的7个应用案例
3.1.复合材料的分层缺陷检测
使用相控阵技术发现缺陷,并使用PCI技术对缺陷进行精确定量,极大地提高了缺陷的测量精度。
5mm缺陷,通过PCI测量出的结果为4.7mm 10mm缺陷,通过PCI测量出的结果为10.7mm 15mm缺陷,通过PCI测量出的结果为14.1mm
3.2.锻件和母材检测
全聚焦和相控阵两种技术检测横通孔的结果比较
由上面的比较结果可见,全聚焦技术对于缺陷的还原能力更强。
3.3.铸件检测
下图是铸件中的自然缺陷的全聚焦检测结果,可见全聚焦技术对于缺陷的真实还原程度非常高,进而对点状密集缺陷的测量精度更加准确,更接近与金相结果。
下图是全聚焦与常规PAUT技术的检测结果比较。左侧是全聚焦的结果,右侧是常规相控阵的检测结果,由此可见全聚焦技术在信噪比方面也优于常规相控阵。
3.4.风电叶片检测
使用低频率的探头,在高声衰减材料(玻璃纤维和其他复合材料)检测中提供更好的信号穿透能力,提高检测高衰减材料的能力。
3.5.PE管检测
PHASEYE 对于电阻焊工件 检测效果如下图,检测到 金属丝(红色部分)及管材内壁反射信号(黄色部分),信噪比非常好,金属丝也十分清晰。
3.6.铝合金蜂窝结构复合材料检测
PHASEYE检测带有人工预埋缺陷的铝蜂窝板,工件上的人工缺陷信号位置与实物一致,缺陷信号清晰可见。
-碳纤维蜂窝复合材料检测
板材内部缺陷
胶膜上脱粘检测结果:
胶膜下脱粘检测结果:
无胶膜检测结果:
3.7.腐蚀案例
上图为针对针孔的检测,分别为PA,TFM和PCI的检测结果,从结果可以看出,PCI的检测效果很好,可以检测到孔的最深的位置。
3.8.技术总结
3.8.1.TFM技术特点:
全体积内聚焦,缺陷信噪比更高
对于小缺陷的检出能力提高
缺陷的形貌还原更加真实
无需考虑焦点设置问题
缺陷尺寸测量更加精确
3.8.2.PCI技术特点:
相位相干成像PCI技术不基于回波幅值,只基于相位
PCI技术对于缺陷的测量能力有所提升
PCI对于大平面的反应要弱于点状缺陷
PCI的0°检测可以发现靠近底面的缺陷,底面盲区更小
PCI技术无需进行校准
PCI对于极小点状缺陷反应灵敏
4.便携式相控阵作为自动化采集主机时PC版软件的功能
便携式相控阵作为自动化采集主机时UT功能与便携式相控阵主机相同,但是其自动化控制模块与超声模块是分开的,且没有自动分析缺陷的功能