TOFD與超聲波相控陣檢測技術(shù)特點(diǎn)比較

1、TOFD與超聲波相控陣檢測技術(shù)特點(diǎn)比較TOFD方法具有超聲成像技術(shù)，它通過采用一發(fā)一收探頭布置，然后要求相應(yīng)的探頭入射點(diǎn)間距離，在平板對接焊縫、環(huán)焊縫方面具有很大的優(yōu)勢，下面是小編搜集的一篇探究TOFD與超聲波相控陣檢測技術(shù)特點(diǎn)的論文范文，歡迎閱讀查看。目前我國無損檢領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的是TOFD技術(shù)，業(yè)界人士已經(jīng)普遍認(rèn)可了TOFD技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)在我國的工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)有了數(shù)不勝數(shù)的成功案例。21世紀(jì)初，我國引入了Isonic系列便攜式超聲波成像檢測系統(tǒng)（以色列的IsonotronNDT公司出品），經(jīng)由一系列的實(shí)際的對比以及驗(yàn)證加之不斷改進(jìn)和創(chuàng)新了的掃查器系統(tǒng)，TOFD技術(shù)被更多的應(yīng)用到各工業(yè)現(xiàn)場檢測

2、中。TOFD方法具有超聲成像技術(shù)，它通過采用一發(fā)一收探頭布置，然后要求相應(yīng)的探頭入射點(diǎn)間距離，在平板對接焊縫、環(huán)焊縫及直徑大于500mm的縱縫中厚板檢測方面具有很大的優(yōu)勢，但是該技術(shù)也存在一些弊端，比如對于復(fù)雜幾何形狀的結(jié)構(gòu)件、焊縫檢測盲區(qū)等束手無策。到目前為止超聲相控陣技術(shù)已經(jīng)在我國發(fā)展了20年，在早期主要應(yīng)用在醫(yī)療領(lǐng)域，利用該技術(shù)可以在實(shí)際的醫(yī)學(xué)超聲成像中對被檢器官進(jìn)行成像，有益于醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，但是由于很多客觀因素的限制，比如系統(tǒng)的復(fù)雜性、固體中波動(dòng)傳播的復(fù)雜性及成本費(fèi)用高等，使得該技術(shù)的應(yīng)用面受限。在這種情況下，在超聲相控陣成像領(lǐng)域應(yīng)用壓電復(fù)合材料、數(shù)據(jù)處理分析等高新技術(shù)是大勢所

3、趨，未來超聲相控陣檢測技術(shù)一定會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用。超聲相控陣是采用多晶片控制聲束聚焦技術(shù)，探頭可以在同一位置實(shí)現(xiàn)很大聲束及角度范圍內(nèi)的電子掃查，適用于復(fù)雜幾何形狀結(jié)構(gòu)件的檢測。下面對TOFD和相控陣的檢測技術(shù)做簡要對比。1、TOFD的技術(shù)特點(diǎn)1.1TOFD的優(yōu)點(diǎn)TOFD技術(shù)不僅具有很強(qiáng)的缺陷檢出能力，還具有很高的缺陷定量精度，除此之外還具有很高的時(shí)效性和安全性，可永久保存其檢測數(shù)據(jù)。 效率高：該技術(shù)只需要做線性掃查就可以對焊縫完成掃查，很大程度上擴(kuò)大了單組探頭檢測對焊縫的覆蓋范圍大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了傳統(tǒng)的檢測方法。 靈敏度高：由于該技術(shù)的衍射波信號具有很高的靈敏度，很大程度上保證了檢出率。 精度高

4、：利用衍射時(shí)差計(jì)算方法，缺陷的高度可以得到精確的計(jì)算。 影響?。涸摷夹g(shù)不會(huì)因焊縫結(jié)構(gòu)或缺陷的方向性就左右最后的檢測結(jié)果，其檢測結(jié)果具有很高的穩(wěn)定性，幾乎不受其他因素的影響。 漏檢少：衍射波具有高靈敏度，通過圖像記錄完整檢測數(shù)據(jù)，重復(fù)性好。 數(shù)據(jù)全：檢測結(jié)果的時(shí)效性很強(qiáng)，并且相關(guān)數(shù)據(jù)和資料會(huì)以存盤、打印出來等形式永久的保留下來，以便隨時(shí)進(jìn)行分析處理。 更安全：采用該技術(shù)不會(huì)對相關(guān)人員造成人身傷害。 更靈活：現(xiàn)場檢測很方便，可以根據(jù)實(shí)際情況隨意選擇手動(dòng)或自動(dòng)方式。 成本低：采用該技術(shù)不僅不需要其他耗材，還由于該技術(shù)不需要和工件直接接觸，有效的減少了磨損，同時(shí)還能夠耐高溫接觸面（可達(dá)200惻以上），

5、評定缺陷時(shí)可在線應(yīng)用相關(guān)的工程評定標(biāo)準(zhǔn)，修復(fù)缺陷時(shí)可最大限度的減少不必要的焊縫剖開。如此有效的減少了檢測生產(chǎn)的時(shí)間間隔，也最大程度的避免了其他不利問題的出現(xiàn)，其成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的超聲波探傷方法。1.2TOFD的局限性 過高的靈敏度有時(shí)會(huì)夸大焊縫中的良性缺陷。 焊縫兩側(cè)需要有放置探頭的空間。 存在檢測盲區(qū)，即在工件的近表面（一般為2-10mm）。 對相關(guān)工作人員的素質(zhì)和能力要求很高。 TOFD檢測效率低：TOFD掃查有兩種方式。一種是非平行掃查，另一種是平行掃查。平行掃查效率極低，但定量精度高，一般不采用此掃查方式，盡在實(shí)驗(yàn)室或?qū)δ骋蝗毕菥_定量和定位時(shí)采用。非平行掃查速度快，但不能判定缺陷在焊

6、縫的哪一側(cè)，給定位增加難度，有時(shí)需要進(jìn)行多次掃查來確定缺陷的位置，致使檢測效率降低。檢測中常采用非平行掃查方式。 TOFD缺陷的評定：眾所周知，TOFD技術(shù)不是基于幅度法進(jìn)行檢測的，檢出率遠(yuǎn)高于其他檢測方法（例如手動(dòng)超聲波檢測、機(jī)械超聲波檢測及射線檢測等）這是眾所周知的事實(shí)。不論是大缺陷還是小缺陷都能檢出，這給缺陷評定增加難度，控制不好返修率相當(dāng)高，甚至出現(xiàn)有的缺陷返修后看不見的現(xiàn)象。2、超聲波相控陣檢測技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢2.1超聲波相控陣與其他無損檢測方法對比具有如下特點(diǎn)： 采用電子方法控制聲束聚焦和掃描，檢測速度成倍提高。a超聲波束方向可自由變換。b焦點(diǎn)可以調(diào)節(jié)甚至實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)聚焦。c探頭固定不動(dòng)

7、便能實(shí)現(xiàn)超聲波扇掃或者線掃。d相控陣技術(shù)可進(jìn)行電子掃描，比通常的光柵掃描快一個(gè)數(shù)量等級。 具有良好的聲束可達(dá)性，能對復(fù)雜集合形狀的工件進(jìn)行掃查。a傳統(tǒng)的檢測方法應(yīng)用單一，但超聲波相控陣檢測技術(shù)用一個(gè)相控陣探頭，就能涵蓋多種應(yīng)用;b傳統(tǒng)的檢測方法對很多特定檢測都束手無策，但超聲波相控陣檢測技術(shù)只需要一小巧的陣列探頭，就可以輕松的解決各項(xiàng)檢測任務(wù)。 通常優(yōu)化控制焦點(diǎn)尺寸、焦區(qū)深度和聲束方向，可使檢測分辨力、信噪比和靈敏度等性能得到提高。 通常不需要輔助掃查裝置，探頭不與工件直接接觸，數(shù)據(jù)以電子文件格式存儲，操作靈活簡便且成本低。 仿真成像技術(shù)：解決幾何復(fù)雜構(gòu)建檢測難題;現(xiàn)場實(shí)時(shí)生成幾何形狀圖像;輕

8、松指出缺陷真實(shí)特征位置;成像由各聲束A掃數(shù)據(jù)產(chǎn)生；實(shí)際檢測結(jié)合工藝軌跡追蹤;可用于所有形式的焊縫檢測，同步顯示AB、S、C、D、P、3D掃描數(shù)據(jù)。2.2傳統(tǒng)的掃描成像方式需要移動(dòng)探頭才可以實(shí)現(xiàn)檢測，而采用相控陣超聲成像只需使用陣列換能器（探頭）就可以實(shí)現(xiàn)對被檢測試樣一定聲場范圍內(nèi)進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制的聚焦掃查。另外在B型、C型等掃描成像方式中的聲束時(shí)有單探頭發(fā)出的，由于其各項(xiàng)參數(shù)都是固定的，如果不移動(dòng)探頭位置，在整個(gè)視野范圍內(nèi)很難獲得清晰一致的成像;而相控陣超聲成像由于其各項(xiàng)參數(shù)是靈活多變的，即使是在不移動(dòng)探頭位置的前提下，也可以獲得均勻一致、高分辨率的清晰圖像。雖然超聲全息可以得到目標(biāo)的立體像，但

9、是由于其靈敏度和分辨率不高，并且所需設(shè)備復(fù)雜昂貴，現(xiàn)階段還沒有得到廣泛的應(yīng)用。而相控陣超聲成像的檢測靈敏度和分辨率大大高于超聲全息，而且通過對各個(gè)方向掃描聲束的探測結(jié)果進(jìn)行計(jì)算重建，也可以得到被檢物體的三維成像。如采用二維陣列探頭，則可獲得實(shí)時(shí)三維成像。由于超聲顯微鏡的成像所用的換能器頻率高，所以其分辨率高，但弊端是只適用于探查物體表面和近表面微觀結(jié)構(gòu);而相控陣超聲由于不用很高的頻率，其分辨率相對較低，但可以對較厚的大工件進(jìn)行內(nèi)部成像檢測。3、結(jié)論綜上所述：超聲波相控陣檢測技術(shù)以其靈活的聲束偏轉(zhuǎn)和聚焦性能越來越引起人們的重視。在不遠(yuǎn)的將來，超聲波相控陣檢測技術(shù)必將會(huì)以其無可比擬的優(yōu)越性替代其他成像檢測技術(shù)，使得無損檢測技術(shù)越來越方便的應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。參考文獻(xiàn)：1遲大釗，剛鐵，高雙勝。超聲TOFD法檢測信號相位識別技術(shù)J.焊接學(xué)報(bào)，2011(09).2陳業(yè)漢，范良，孫小兵，張曉斌.TOFD檢測中變形波信號和非相關(guān)信號的識別卩無損檢測，2011(01).3劉富君，丁守寶，胡東明，郭小聯(lián)，孑L帥國內(nèi)TOFD檢測技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)展(英文)卩無損檢測，2009(10).4陳亮，張定國.全自動(dòng)相控陣