超聲相控陣檢測中的信號(hào)散射特征研究.pdf

1、超聲相控陣通過波束合成實(shí)現(xiàn)信號(hào)的激勵(lì)，具有在單點(diǎn)實(shí)現(xiàn)較大掃查范圍，可實(shí)現(xiàn)成像檢測等優(yōu)點(diǎn)，由于目前相控陣檢測中沒有充分考慮不同缺陷的散射特性對檢測成像的影響，使得相控陣檢測的優(yōu)勢沒有得到充分發(fā)揮。
　　本文在超聲相控陣成像理論和計(jì)算機(jī)建模分析基礎(chǔ)上，根據(jù)多浦樂生產(chǎn)的PHASCAN相控陣檢測儀的特性，建立了相控陣檢測探頭和聲場模型，對其聲場進(jìn)行理論計(jì)算，求解了直入射時(shí)聲束偏轉(zhuǎn)、聚焦、偏轉(zhuǎn)聚焦的延時(shí)法則。利用MATLAB根據(jù)理論公式實(shí)現(xiàn)

2、了理論聲場的計(jì)算，得到了聲場分布圖。利用CIVA仿真軟件計(jì)算了單陣元的輻射聲場，以此為基礎(chǔ)，引入橢圓形缺陷模型，改變橢圓長短軸比模擬圓形缺陷，條形缺陷和裂紋類缺陷，研究類型缺陷和缺陷尺寸對超聲信號(hào)的散射作用，并用激光光彈試驗(yàn)驗(yàn)證，隨后利用PHASCAN相控陣檢測儀檢測相控陣標(biāo)準(zhǔn)試塊獲取受衍射信號(hào)影響的結(jié)果，用本文基于計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算獲取的衍射特性進(jìn)行修正，根據(jù)缺陷尺寸測量的誤差評判修正結(jié)果。
　　研究結(jié)果表明，基于PHASCAN相控

3、陣檢測儀的MATLAB計(jì)算的理論檢測聲場分布與CIVA仿真聲場分布呈現(xiàn)了很好的一致性，模擬圓形缺陷縱波散射臨界尺寸為5λ，橫波散射臨界尺寸為10λ，模擬裂紋缺陷縱波散射臨界尺寸為2.5λ，橫波散射臨界尺寸為2λ，其中圓形缺陷的散射計(jì)算結(jié)果與激光光彈試驗(yàn)得到結(jié)果相吻合，利用多浦樂公司的PHASCAN相控陣探傷儀對相控陣B型標(biāo)準(zhǔn)試塊埋深為20～40mm范圍內(nèi)，直徑為φ2的通孔缺陷進(jìn)行扇形掃查和尺寸測量，發(fā)現(xiàn)尺寸測量的相對誤差為16.5％～2