stringtranslate.com

Фазированные ультразвуковые решетки

Анимация, демонстрирующая принцип работы ультразвукового сканера, используемого в медицинской ультразвуковой визуализации. Он состоит из генератора формирования луча ( TX) , который вырабатывает электронный сигнал, состоящий из импульсов синусоидальных волн, колеблющихся на ультразвуковой частоте, который подается на массив ультразвуковых преобразователей (T), контактирующих с поверхностью кожи, которые преобразуют электрический сигнал в ультразвуковые волны, распространяющиеся через ткань. Синхронизация импульсов, испускаемых каждым преобразователем, контролируется программируемыми блоками задержки (φ) , которые управляются микропроцессорной системой управления (C) . Движущиеся красные линии — это волновые фронты ультразвуковых волн от каждого преобразователя. Волновые фронты сферические, но они объединяются ( накладываются ), образуя плоские волны, создавая пучок звука, распространяющийся в определенном направлении. Поскольку импульс от каждого преобразователя постепенно задерживается по мере продвижения вверх по линии, каждый преобразователь испускает свой импульс после импульса, находящегося ниже. Это приводит к образованию пучка звуковых волн, испускаемых под углом (θ) к массиву. Изменяя задержки импульсов, компьютер может сканировать луч ультразвука в растровой схеме по всей ткани. Эхо, отраженное тканями различной плотности, принимаемое преобразователями, создает изображение нижележащих структур.
Проверка сварного шва с помощью фазированной решетки. ВВЕРХУ: Зонд с фазированной решеткой испускает серию лучей, чтобы заполнить сварной шов звуком. ВНИЗУ: Дефект в сварном шве отображается в виде красной индикации на экране прибора.

Фазированная решетка ультразвука ( PA ) является передовым методом ультразвукового контроля , который применяется в медицинской визуализации и промышленном неразрушающем контроле . Обычные приложения - неинвазивное исследование сердца или поиск дефектов в изготовленных материалах, таких как сварные швы . Одноэлементные (нефазированная решетка ) зонды , известные технически как монолитные зонды, испускают луч в фиксированном направлении. Чтобы проверить или опросить большой объем материала, обычный зонд должен быть физически просканирован (перемещен или повернут), чтобы провести луч через интересующую область. Напротив, луч от фазированной решетки зонда можно сфокусировать и провести электронным способом без перемещения зонда. Луч управляем, поскольку фазированная решетка зонда состоит из нескольких небольших элементов, каждый из которых может импульсно генерироваться индивидуально в вычисленное компьютером время. Термин фазированный относится к времени, а термин решетка относится к нескольким элементам. Фазированная решетка ультразвукового контроля основана на принципах волновой физики , которые также применяются в таких областях, как оптика и электромагнитные антенны .

Принцип действия

Зонд PA состоит из множества небольших ультразвуковых преобразователей , каждый из которых может пульсировать независимо. Изменяя синхронизацию, например, делая импульс от каждого преобразователя постепенно задерживаемым по мере продвижения вверх по линии, устанавливается шаблон конструктивной интерференции, который приводит к излучению квазиплоского ультразвукового луча под заданным углом в зависимости от постепенной задержки по времени. Другими словами, изменяя постепенное время задержки, луч можно направлять электронным способом. Его можно проводить как прожектор через исследуемую ткань или объект, а данные от нескольких лучей объединяются для создания визуального изображения, показывающего срез через объект.

Использование в промышленности

Фазированная решетка широко используется для неразрушающего контроля (НК) в нескольких промышленных секторах, таких как строительство , трубопроводы и энергетика . Этот метод является передовым методом НК, который используется для обнаружения разрывов, т. е. трещин или дефектов, и, таким образом, определения качества компонентов. Благодаря возможности контролировать такие параметры, как угол луча и фокусное расстояние, этот метод очень эффективен с точки зрения обнаружения дефектов и скорости тестирования. [1] Помимо обнаружения дефектов в компонентах, фазированная решетка также может использоваться для измерения толщины стенок в сочетании с коррозионными испытаниями. [2] [3] Фазированная решетка может использоваться для следующих промышленных целей:

Функции

На строительной площадке техник проверяет сварной шов трубопровода на наличие дефектов с помощью ультразвукового фазированного прибора. Сканер, состоящий из рамы с магнитными колесами, удерживает зонд в контакте с трубой с помощью пружины. Влажная зона — это ультразвуковая контактная среда, которая позволяет звуку проходить в стенку трубы.

Стандарты

Европейский комитет по стандартизации (CEN)

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Проверка коррозии под опорой трубы. Получено 13 июля 2012 г.
  2. ^ Фазированная решетка (PA). Получено 13 июля 2012 г.
  3. ^ Картирование коррозии с помощью фазированной ультразвуковой решетки. API Inspection Summit and Expo 2011. Получено 13 июля 2012 г.
  4. ^ ASTM, E2700 (2012). Неразрушающий контроль, т. 3.03, Контактный ультразвуковой контроль сварных швов с использованием фазированных решеток . Коншохокен, Пенсильвания: Американское общество по испытанию материалов. стр. 1536–44. ISBN 978-0-8031-8729-0.{{cite book}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  5. ^ "Nde Flaw Tech".
  6. ^ ASTM, E2491 (2012). Неразрушающий контроль, том 3.03, Оценка характеристик фазированной решетки ультразвуковых испытательных приборов и систем с фазированной решеткой . Коншохокен, Пенсильвания: Американское общество по испытанию материалов. стр. 1358–75. ISBN 978-0-8031-8729-0.{{cite book}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  7. ^ Бирринг, Анмол (сентябрь 2008 г.). «Выбор параметров фазированной решетки для испытания сварных швов». Оценка материалов .

Книги

Внешние ссылки