相控陣超聲波檢測試塊的標準及分類

相控陣超聲波檢測隨著電子技術和計算機技術的不斷革新，已經開始應用于工業(yè)無損檢測領域。近年來，得益于數字電子和數字信號處理(DSP)技術的推陳出新，相控陣超聲波技術在工業(yè)領域的應用發(fā)展尤為迅速。正如常規(guī)超聲檢測需要各種試塊一樣，相控陣超聲檢測也需要各種類型的試塊，其主要包括校準試塊、參考試塊和模擬試塊等。

相控陣超聲波檢測基本原理

相控陣超聲波檢測技術使用不同形狀的多陣元換能器產生和接收超聲波束，通過控制換能器陣列中各陣元發(fā)射(或接收)脈沖的延遲時間，改變聲波到達(或來自)物體內某點的相位關系，來實現焦點和聲束方向的變化，從而實現超聲波的波束掃描、偏轉和聚焦；然后，采用機械掃描和電子掃描相結合的方法來實現圖像成像，目前使用最多的是一維線形陣列探頭，其壓電晶片沿直線排列，聚焦聲場為片狀，能夠得到缺欠的二維圖像，在工業(yè)中得到了廣泛應用。

相控陣超聲波檢測分類主要有：線性掃查、扇形掃查、深度聚焦等。

①線性掃查：在不同的時間激發(fā)不同的晶片組。對不同的晶片組而言，聚焦法則相同，高頻電脈沖多路傳輸從而形成電子掃查。

②扇形掃查：通過探頭的波束偏轉來控制。使用相同的晶片組，組內不同晶片激發(fā)的時間不同，從而產生不同角度的波束偏轉。

③波束聚焦：需要采用對稱的聚焦法則，聚焦只能在近場，如果焦距選擇大于近場長度，將無聚焦效果。

相控陣超聲波試塊分類

為了保證檢測結果的準確性、再現性和重復性，與一般的測量過程一樣，需要用一個具有已知固定特性的試樣或試塊對檢測系統(tǒng)進行校準。試塊和設備、探頭一樣，是超聲檢測系統(tǒng)中的重要組成部分，其按一定用途設計并包含了具有簡單幾何形狀的人工反射體。

超聲檢測用試塊通常分為標準試塊(校準試塊)，對比試塊(參考試塊)和模擬試塊(演示試塊)。標準試塊是指具有規(guī)定的化學成分、表面粗糙度、熱處理及幾何形狀的材料塊。其主要用于檢測系統(tǒng)性能的校準和評定。

參考試塊是指與被檢工件聲學性能相同或相似，含有意義明確參考反射體的試塊。其主要用于檢測系統(tǒng)的幅度和(或)時間分度的調節(jié)，以將檢出的不連續(xù)信號與已知反射體所產生的信號相比較。模擬試塊是指材料、熱處理工藝以及加工工藝與被檢工件基本相同，含有加工工藝產生的特定缺欠的試塊。其主要用于評價檢測工藝的有效性和檢測結果的可靠性。

試塊基本要求

標準試塊由權威機構制定，包括國際組織和國家相關機構。標準試塊具有規(guī)定的材料、形式、表面狀態(tài)、幾何形狀與尺寸，具體要求由權威機構統(tǒng)一規(guī)定或相關標準界定。試塊的平行度、垂直度、光潔度和尺寸精度都要符合一定的要求。標準試塊主要用于校準超聲波檢測設備，評定設備、探頭及其組合性能，也可用于調節(jié)儀器的參數，如檢測靈敏度和檢測范圍。