Page 39 - 无损检测2022年第一期
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徐   娜, 等:

   粉末高温合金微缺陷的超声环形阵列全聚焦成像检测





   敏度下, 使埋深为 6.35mm 平底孔的回波信号达到                       为 ϕ 0.4mm+12dB 时, 该平底孔信号已不能与界
   满量程为 80% 时, 与其相邻界面回波的相交处信号                        面回波区分。由试验结果可见, 全聚焦成像方法的
   不大于满量程的 20% , 可以与界面回波明显区分,                        近表面分辨力明显优于多深度聚焦检测方法的。

   而埋深 1.52 和 3.20 mm 的平底孔则无法分辨。采
   用上述多深度聚焦检测方法, 聚 焦于第一分区( 即                         4  结语

   10mm 深度位置) 时, 结果显示 3 个不同埋深的平底                        超声环形阵列全聚焦成像技术可以满足粉末高

   孔均难以分辨。                                           温合金材料      ϕ 0.4 mm+18dB 的高灵敏度检测要
       为了改善相控阵超声检测的近表面分辨力, 文                         求, 与常规相控阵多深度聚焦检测方法相比, 在灵敏
   献[ 7 ] 提出了一种变孔径的聚焦法则, 即在检测近表                      度一致性、 近表面分辨力等方面具有显著优势, 可为
   面区域时采用较少的阵元晶片。因此, 文中提出变                           粉末高温合金零件检测提供一种可行的技术方案。
   孔径的超声环形阵列全聚焦成像方法, 即选择环形
                                                     参考文献:
   阵列探头中部分阵元的全矩阵数据进行后处理成像
   计算。                                                [ 1 ]   胡连喜, 冯小云 . 粉末冶金高温合金研究及发展现状
                                                           [ J ] . 粉末冶金工业, 2018 , 28 ( 4 ): 1-7.
                                                      [ 2 ]   孙志坤, 吕日红, 于冬 . 粉末高温合金盘件超声波底损
                                                           监控问题探讨[ J ] . 物理测试, 2019 , 37 ( 6 ): 27-31.
                                                      [ 3 ]   梁菁, 史亦韦 . 多区聚焦技术在粉末高温合金微缺陷
                                                           检测中的应 用[ J ] . 航 空 材 料 学 报, 2006 , 26 ( 3 ): 144-
                                                          147.

                                                      [ 4 ]  DRINKWATER B W , WILCOX P D.Ultrasonic

                                                          arra y sfornon-destructiveevaluation : areview [ J ] .

                                                           NDT & EInternational , 2006 , 39 ( 7 ): 525-541.

                                                      [ 5 ]  HOLMES C , DRINKWATER B , WILCOX P.The

                                                          p ost- p rocessin g of ultrasonic arra y data usin g the

                                                          totalfocusin g method [ J ] .Insi g ht- Non-Destructive

                                                          Testin gandConditionMonitorin g , 2004 , 46 ( 11 ): 677-
                                                          680.
                                                      [ 6 ]   赖溥祥, 张碧星, 汪承灏 . 环形相控阵换能器辐射和反
                                                           射声场[ J ] . 声学学报, 2007 , 32 ( 3 ): 212-220.
                                                      [ 7 ]   沙正骁, 梁菁, 李彦 . 基于超声环阵相控阵的变孔径聚
                                                           焦检测技 术 [ J ] . 失 效 分 析 与 预 防, 2019 , 14 ( 2 ): 84-
                                                          89 , 95.

     图 9  埋深为 3.2mm 平底孔的变孔径全聚焦成像结果
                                                      [ 8 ]  HOLMESC , DRINKWATER B W , WILCOX P D.
       采用超声环形阵列探头中第 1~6 号阵元对上                             Post- p rocessin g of the full matrix of ultrasonic






   述 3 个不同埋深的平底孔进行全聚焦成像和多深度                               transmit-receive arra y data for non-destructive





   聚焦检测。埋深为 3.2mm 平底孔的变孔径全聚焦                              evaluation [ J ] .NDT & EInternational , 2005 , 38 ( 8 ):

   成像结果如图 9 所示, 可见, 全聚焦成像方法可以发                            701-711.
                                                      [ 9 ]   杨敬, 吴斌, 焦敬品, 等 . 各向异性焊缝缺陷超声阵列

   现 3.2mm 埋深的平底孔缺陷, 且检测灵敏度可提
                                                           全聚 焦 成 像 方 法 [ J ] . 声 学 学 报, 2019 , 44 ( 1 ): 125-



   高到  ϕ 0.4mm+18dB , 近表面分辨力有所改善, 但
                                                          135.

   1.52mm 埋深的平底孔仍不能分辨。多深 度聚焦
                                                     [ 10 ]   李文涛, 周正干, 李洋 . 环形阵列超声换能器的全聚焦
   检测方法的近表面分辨力也有所提高, 可发现埋深
                                                           成像方 法 及 其 应 用 [ J ] . 航 空 学 报, 2020 , 41 ( 10 ):

   为 3.2mm的平底孔缺陷, 但当检测灵敏度增加到
                                                          423657.
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                                                                                      无损检测
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