超声相控阵检测成像质量影响因素实验分析.pdf

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1、第38卷第2期兵器材料科学与工程Vo1．38No．22015年3月0RDNANCEMATERIALSCIENCEANDENGINEERINGMar．，2015网络出版时间：2015／3／1211：04网络出版地址：http：／／www．cnki．net／kcms／detail／33．1331．TJ．20150312．1104．003．html超声相控阵检测成像质量影响因素实验分析胡宏伟，王哲’，倪培君。，王向红’(1．工程车辆轻量化与可靠性技术湖南省高校重点实验室(长沙理工大学)，湖南长沙410114；。2．北京航

2、空航天大学机械工程及自动化学院，北京100191；3．中国兵器科学研究院宁波分院，浙江宁波315103)摘要换能器及仪器参数设置不合理会导致超声相控阵检测成像质量差、缺陷识别困难等问题。为提高超声相控阵检测成像质量，深入分析超声相控阵检测成像影响因索，研究孔径、焦距及脉冲宽度对相控阵成像质量的影响，并采用控制变量法进行实验验证，获得相控阵换能器及仪器各参数对成像质量的影响规律，并讨论这些参数的优化方法。研究结果对优化换能器设计及提高相控阵检测成像质量提供参考。关键词超声相控阵；孔径；焦距；脉冲宽度；控制变量法中图分

3、类号TB553文献标志码A文章编号1004—244X(2015)02—0l15一O5ExperimentalanalysisoffactorsafectingultrasonicphasedarrayinspectionimagingqualityHUHongwei1,2WANGZhe，NIPeijun3,WANGXianghong’(1．KeyLaboratoryofLightweightandReliabilityTechnologyforEngineeringVehicle，Changsha410114，Ch

4、ina；2．SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation，BeihangUniversity，Beijing100191，China；3．NingboBranchofChineseAcademyofOrdnanceScience，Ningbo315103，China)AbstractTheincorrectparametersettingsoftransducerandinstrumentwillresultinpoorimagingqualityanddefectrecog

5、nitiondifficultyinultrasonicphasedarrayinspection．Toimprovetheimagingqualityofultrasonicphasedarraytesting，thefactorsofultrasonicphasedarrayimagingwereanalyzed．Thentheefectsofaperture，focallengthandpulsewidthonultrasonicphasedarrayimagingwerestudiedandverified

6、byexperimentsusingthecontrolvariablemethod．Theinfluencelawofparametersofultrasonicarraytransducerandinstrumentonimagingqualitywasobtained．Andthemethodtooptimizetheseparameterswasdiscussed．Thisresearchisbeneficialtothedesignofarraytransducersandtheimprovementof

7、ultrasonicphasedarrayimaging．Keywordsultrasonicphasedarray；aperture；focallength；pulsewidth；controlvariablemethod近年来，超声相控阵技术在兵器、航空航天、核规律，优化相控阵检测参数，对提高超声相控阵检测电、管道运输等重要工业领域逐渐得到广泛应用n。质量具有重要的指导意义。，超声相控阵检测技术是通过控制各个压电晶片的激为获取较好的辐射声场，Wooh等b采用数值模拟励时序来控制声波到达被测工件内某点的相位关系，

8、的方法对线性换能器辐射声场进行了仿真，详细阐述实现声束合成和聚焦点的变换，在确保检测灵敏度的了换能器阵元数、阵元间距、偏转角等参数对辐射声前提下实现对各种复杂结构件精确检测。在实际场的影响，但该方法忽略了脉冲参数对辐射声场的影检测中，相控阵换能器的几何尺寸、焦距及脉冲宽度响，也未进行实验证明。杨平华等采用实验方式研等直接影响换能器辐射声场特性。若参数选择不当