相控陣技術(shù)以其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，為自動(dòng)化無(wú)損檢測(cè)設(shè)備的升級(jí)應(yīng)用提供了新思路。中科創(chuàng)新的系列相控陣自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)，相較于常規(guī)檢測(cè)系統(tǒng)有了更多創(chuàng)新改進(jìn)。

歷史

  1959年，超聲波環(huán)形動(dòng)態(tài)聚焦探頭zhuanli技術(shù)注冊(cè)成功，這項(xiàng)技術(shù)又被稱為相控陣技術(shù)。最初的相控陣技術(shù)主要應(yīng)用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，用于進(jìn)行人體超聲成像，隨著技術(shù)的發(fā)展，相控陣技術(shù)在工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)逐漸凸顯，工業(yè)應(yīng)用進(jìn)一步增多。

從這項(xiàng)技術(shù)誕生開始，美國(guó)、法國(guó)、德國(guó)等國(guó)家對(duì)此的研究便一直在繼續(xù)，從高集成度相控陣檢測(cè)系統(tǒng)，到自適應(yīng)聚焦超聲成像系統(tǒng)，再到管道環(huán)焊縫檢測(cè)系統(tǒng)，研究成果在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛。與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)對(duì)于超聲相控陣的研究起步較晚，2010年，國(guó)產(chǎn)相控陣檢測(cè)儀陸續(xù)誕生，開啟了企業(yè)在相控陣技術(shù)及設(shè)備研發(fā)領(lǐng)域的新紀(jì)元。

                                                                                                               相控陣技術(shù)的原理及優(yōu)勢(shì)

超聲相控陣檢測(cè)技術(shù)的基本思想來(lái)自于雷達(dá)電磁波相控陣技術(shù)。相控陣?yán)走_(dá)是由許多輻射單元排成陣列組成，通過(guò)控制陣列天線中各單元的幅度和相位，調(diào)整電磁波的輻射方向，在一定空間范圍內(nèi)合成靈活快速的聚焦掃描的雷達(dá)波束。

超聲相控陣換能器由若干個(gè)形狀相同、大小相等的壓電晶片組成陣列，每個(gè)晶片獨(dú)立地發(fā)射超聲波束，并按一定的規(guī)則和時(shí)序用電子系統(tǒng)控制激發(fā)各個(gè)晶片單元，從而調(diào)節(jié)控制焦點(diǎn)的位置和聚焦的方向，形成聚焦聲場(chǎng)。

                                                                                                           相控陣技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

相控陣技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要集中的以下幾個(gè)方面：一是定位準(zhǔn)確；二是應(yīng)用靈活；三是覆蓋全面。武漢中科創(chuàng)新技術(shù)股份有限公司將相控陣技術(shù)與自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)有效結(jié)合，通過(guò)自動(dòng)化檢測(cè)的設(shè)備架構(gòu)，充分發(fā)揮相控陣技術(shù)優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)功能更全、精度更高的無(wú)損探傷。

                                                                                                          鋼管類相控陣自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)

中科創(chuàng)新將相控陣技術(shù)靈活應(yīng)用于自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)中，能夠?yàn)榘濉?、管、零部件等檢測(cè)對(duì)象提供定制化無(wú)損檢測(cè)探傷需求，以鋼管類相控陣自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)為例，相控陣技術(shù)在其中所起的作用非常關(guān)鍵。

                                                                                               無(wú)縫鋼管相控陣自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)

以管徑80mm-1200mm的大口徑管材和管徑6mm-340mm的小口徑管材為例，采用傳統(tǒng)A超檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)面臨諸多痛點(diǎn)：機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，更換規(guī)格調(diào)試周期長(zhǎng)；只能檢測(cè)固定角度斜向缺陷；晶片間-6dB帶寬內(nèi)有間隙，易漏檢；耦合監(jiān)視系統(tǒng)復(fù)雜等。

中科創(chuàng)新結(jié)合相控陣技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，推出針對(duì)大口徑管材（80mm-1200mm）的一維平面線陣檢測(cè)法，不僅可以實(shí)現(xiàn)斜向多角度檢測(cè)，而且一組探頭可以檢測(cè)多個(gè)方向缺陷，檢測(cè)更靈活更精準(zhǔn)。

針對(duì)小口徑管材（6mm-340mm），采用環(huán)形凹陣檢測(cè)法，可實(shí)現(xiàn)凹陣電子旋轉(zhuǎn)代替機(jī)械旋轉(zhuǎn)，還可通過(guò)軟件調(diào)節(jié)探傷角度，大大減化機(jī)械的同時(shí)，還能夠節(jié)省調(diào)試時(shí)間。

                                                                                                        掃查結(jié)果展示

                                                                                           焊管相控陣自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)

傳統(tǒng)A超焊管焊縫檢測(cè)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中存在幾個(gè)很明顯的問(wèn)題，不同區(qū)域的探傷需要應(yīng)用不同的探頭來(lái)進(jìn)行覆蓋，因此探架多、耦合穩(wěn)定性差，串列檢測(cè)調(diào)試?yán)щy，針對(duì)這一系列問(wèn)題，中科創(chuàng)新推出的焊管相控陣檢測(cè)系統(tǒng)采用靈活的相控陣配置，通過(guò)虛擬多探頭，可實(shí)現(xiàn)串列掃描，自動(dòng)耦合監(jiān)視。這套檢測(cè)系統(tǒng)擁有穩(wěn)定的機(jī)械結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)行全面的檢測(cè)覆蓋，調(diào)試更便捷。

                                                                                                    掃查結(jié)果展示

管端相控陣自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)

管端檢測(cè)過(guò)程中，端部邊緣檢測(cè)是一大難點(diǎn)，邊緣盲區(qū)大、坡口區(qū)難檢測(cè)等問(wèn)題嚴(yán)重影響著檢測(cè)精度，而且橫向及分層缺陷容易漏檢，這也是當(dāng)前鋼管行業(yè)的一大檢測(cè)難點(diǎn)。尤其是當(dāng)前市面上常規(guī)的管端探傷機(jī)多數(shù)只能檢測(cè)單一管徑或單一材質(zhì)，兼容性較差，對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)性價(jià)比不高，且使用不夠方便。

中科創(chuàng)新管端相控陣檢測(cè)系統(tǒng)采用相控陣線掃描（也被稱為E掃描）進(jìn)行檢測(cè)，即由不同活性的陣列晶片，以恒定的發(fā)射角產(chǎn)生的波束形成的視圖，分度點(diǎn)以線性移動(dòng)。這種檢測(cè)方式具備更高的近場(chǎng)分辨力和更密集的聲束覆蓋，同時(shí)，采用多種聚焦法則混合使用的模式，能夠以更少的系統(tǒng)探頭數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)多種角度的精準(zhǔn)檢測(cè)，還能對(duì)坡口區(qū)進(jìn)行特定檢測(cè)，應(yīng)用性更廣、實(shí)用性更強(qiáng)。

                                                                                                       掃查結(jié)果展示

  綜上，相控陣超聲自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中優(yōu)勢(shì)較多，不僅檢測(cè)角度、焦距可以調(diào)節(jié)，而且機(jī)械結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性高、檢測(cè)盲區(qū)小。中科創(chuàng)新一直致力于優(yōu)質(zhì)無(wú)損檢測(cè)設(shè)備的研發(fā)和制造，隨著科技的發(fā)展和用戶需求的提升，無(wú)損檢測(cè)自動(dòng)化已成必然趨勢(shì)，相控陣技術(shù)在自動(dòng)化領(lǐng)域的靈活應(yīng)用，為自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)升級(jí)帶來(lái)了無(wú)限可能！