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超声相控阵小角度纵波对轴身探伤设备

对火车轴身部位缺陷的超声波检测,传统的方法是采用零度纵波直探头探伤法,这种方法基于声束扩散角弱声压对轴身大裂纹进行检测,因车轴端面存在螺纹孔很容易造成探伤盲区,另外扩散角回波多且杂乱,仪器显示难辨真假缺陷,有时不得不人为地抑制某些回波,这样也极易造成漏探或误报伤。虽然利用小角度纵波探伤法可以克服上述某些缺陷,由于单个晶片的主声束中心线只能对准轴身的某一个部位不可变动,只不过以小角度主声束代替直探头的扩散角,能够使原状态得以改善而已。但并不能使整个轴身得到主声束中心的眷顾,所以还存在很大的改善空间。相控阵技术,是目前世界上最先进的检测技术之一,广泛应用于了军、民高端探测领域。


超声相控阵小角度纵波对轴身进行探伤的方法,其特征在于:具有多阵元压电晶片核心元器件的相控阵探头,定位于车轴中心孔及车轴端面上,并使多阵元晶片的位置处于车轴端面中心孔边沿与螺纹孔边沿之间的环形平面内,相匹配的相控阵探伤仪对阵元信号进行延时而形成电子偏转,利用波的相位可控来影响波阵面,扇形扫描和组合扫描能够达到叠加增强、深度聚焦以及反相位抵消的效果。主声束可覆盖整条车轴的轴身。


超声相控阵小角度纵波对轴身进行探伤的方法,对轴身扫描的可拓展性,使得车轴探伤的相控阵纵波折射角可从下限零度角开始至上限临界角。


超声相控阵小角度纵波对轴身进行探伤的装置,将环形压电晶片组装在相控阵探头当中并设置于车轴端面中心孔的边沿与螺纹孔的边沿之间的环形平面内,相控阵探头中,压电晶片分割成16阵元,与其配套的有多导体同轴电缆引线与金属镀层,还设有匹配层和背衬用于声阻抗匹配和声吸收,并安装于套筒壳体之中。


超声相控阵小角度纵波对轴身进行探伤的装置,探头的晶片有多少阵元就相当于有多少个传统晶片,通过对其阵元信号延时补偿、波的叠加同相位增强、反相位抵销等手段,一个探头可对多个目标进行扫描偏转和聚焦,给电子系统提供准确的成像信息,不仅直观性大增,检出率也大大提高,误报率大大降低,特别,由于仅仅在车轴端面就能够对全轴进行检测,这给在线检测提供了极大的可能。每年节约成本将以数十亿元计。

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