Page 61 - 无损检测2023年第十二期

“ 2023Evident 杯相控阵超声检测技术优秀论文评选”活动获奖论文

DOI : 10.11973 / ws j c202312006

相控阵超声虚拟探头的声压均匀性分析

蔡彦强, 贾焕英

( 中车唐山机车车辆有限公司, 唐山 063000 )

摘 要: 通过调整相控阵超声检测仪阵元数、 起始阵元和末阵元的方式, 组成不同阵元数的虚

拟探头, 利用 RB-1型超声检测标准试块, 在框住 H ( 工件厚度) =25mm 的底面回波条件下, 进行
了两组试验, 首先测量了探头各单独阵元在底面回波达到满屏高度80%时的增益值, 分析了单阵
元激发声压的波动性; 然后调整参数设置, 测量记录了不同阵元数虚拟探头的底面回波达到满屏高
度80%时的增益值, 并计算了相同阵元数情况下, 所有虚拟探头的增益均值和方差均值, 得出虚拟
探头增益均值和方差均值随其阵元数量的变化趋势。基于试验数据分析了探头阵元声压稳定性和
虚拟探头声压对实际检测的影响, 为相控阵超声检测的实际应用提供了一些参考。

关键词: 相控阵超声; 虚拟探头; 声压均匀性; 阵元数量

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2023 ) 12-0027-04

Anal y sisofsound p ressureuniformit y of p hasedarra y ultrasonicvirtual p robe

,
CAIYan q ian g JIAHuan y in g

( CRRCTan g shanCo. , Ltd. , Tan g shan063000 , China )

Abstract : B yad j ustin gthenumberofelements , startin gelements , andendin gelementsofthep hasedarra y

ultrasonictestin ginstrument , virtualp robes with differentnumberofelements wereformed.Twosetsof

ex p erimentswereconductedusin gRB-1t yp eultrasonictestin gstandardtestblocksundertheconditionofbottom

echoof H=25mm.Firstl y , the g ainvaluesofeachindividualelementofthe p robeweremeasuredwhenthebottom

echoreached80%ofthefullscreenhei g ht , andthefluctuationofexcitationsound p ressureofasin g leelementwas

anal y zed ; Thenthe p arametersettin g sweread j usted , the g ainvaluewasmeasuredandrecordedwhenthebottom

echoofvirtualp robeswithdifferentarra yelementsreaches80% ofthefullscreenhei g ht , theg ain meanand

variancemeanofallvirtual p robeswiththesamearra y elementswerecalculated , andthechan g etrendofthe g ain

meanandvariancemeanofvirtual p robeswiththeirarra y elementswasobtained.Basedonex p erimentaldata , the

stabilit y of p robearra y elementsoundp ressureandtheim p actofvirtual p robesoundp ressureonactualdetection

wereanal y zed , p rovidin g somereferenceforthe p racticala pp licationof p hasedarra y ultrasonictestin g .

Ke ywords : p hasedarra y ultrasonic ; virtual p robe ; uniformit y ofsoundp ressure ; numberofelement

相控阵超声检测技术的应用始于20世纪60年 过组合排列一定数量的阵元, 在多通道的延迟激发
代, 广泛应用于医学超声成像领域。近年来, 工业领 下, 形成虚拟探头声轴线阵列或动态深度聚焦扫描,
域的相控阵超声检测技术日趋成熟, 应用范围也越 实际应用中以线性扫描或扇形扫描最为常见, 相较
来越广。相控阵探头由一定数量的几何和物理参数 于常规超声检测, 相控阵超声检测具有检测灵敏度
相同的阵元以矩阵的方式排列组成, 实际应用中通 高、 检测速度快、 适用范围广、 可实现不同的探头扫
查模式、 缺陷成像直观、 可实现三维成像等优点, 在
工业检测和产品质量控制中占据了重要地位。
收稿日期: 2023-08-28
文章以相控阵超声一维阵列探头与直楔块组合
作者简介: 蔡彦强( 1982- ), 男, 硕士, 工程师, 主要从事无损检
为基础, 在一定的试验条件下, 通过测量探头各阵元
测技术及其应用的研究工作
的增益值, 分析了探头阵元声压的离散性, 同时测量
通信作者: 蔡彦强, 315808462@ qq .com
7
2
2023年 第45卷 第12期
无损检测