相控阵超声检测系统特性评价的具体要求（续）（上）
李衍无锡市锅炉压力容器学会无损检测专委会
2011山东理综5 相控阵参数和数据显示的计算机控制评价
5．1概述
1)原理：相控阵的超声声束控制是基于费尔马原理，即声传播遵循时间最短的行程。此原理可用于相控阵探头阵元发射的超声波前传播声程的声线跟踪，以计算出使声束对准特定位置时定时电子设备所需要的延迟时间。利用费尔马原理，输入材料声速，就可算出折射角和焦点位置。只要材料声速准确，算出的声束位置也会准确。 2)变量：计算的准确性相关于几个变量，包括：被检材料声速，探头组件尺寸(阵元尺寸，主频率，楔内延迟声程)，以及影响相位干涉图形的脉冲发生器的定时准确性。若所有变量都能准确代入相应公式，则声束应能准确定位。在计算机控制系统，操作者唯一可获得的证据，就是数据显示。显示图会提供坐标系统，由此可测出两维或三维人工标靶的回波位置。将显示图上的理论测绘位置，与特定标靶的实际已知位置联系起来，是评价组合变量与计算机算法影响显示准确性的唯一有效方法。
5．2 配置和测试方法
1)使用接触式线阵列探头，标称频率5MHz，至少有16阵元，阵元间距》1mm，配置两个单独的S扫描的软件：一个±30。，钢中焦距25mm(即声束在钢中声程25mm处聚焦)，另一个±30。，钢中焦距~50rrlm(即声束在钢中声程50mm处聚焦)。对两组聚焦法则，编程的角度进阶间隔均取0．5。；所有聚焦法则应使用16相邻阵元。 一次函数的应用
2)确保数据采集的数字化频率至少为80MHz。
3)在钢试块中加工一系列横孔；材料声速按ASTM E 494测试。将此声速值用于聚焦法则。 4)将相控阵探头置于图8所示试块上，使阵元阵列中心对准该试块标定的中心线。
5)按25mm焦距进行扫查，并存储S扫描图像。
6)按50rrlm焦距进行扫查，并存储S扫描图像。
傅里叶变换红外光谱7)利用计算机显示调整光标，并以表格形式记录深度位置、偏离中心线的距离、以及对横孔的扫查角度。对半径50nlm圆弧线上的横孔，用为50mm焦距设置的聚焦法则所测试的结果；而对半径25mr~1圆弧线上的横孔，则用为25ran-焦距设置的聚焦法则所测试的结果。
8)测评结果要求：利用预先编程的软件，将测评数值与试块中横孔实际位置进行比较。计算机显示上
出现的声程距离，所示横孔位置误差应》±0．5mm．横孔深度位置和偏心位置误差应》±0．5mm。对横孔的所有扫查角度误差应》±1．0°。
6 相控阵探头楔块衰减和延迟校正的评价
6．1 概述
1)重要性：使用电子扫描或扇形扫描时，各个脉冲发生器和接收器电子线路之间的差异，探头阵元之间的差异，均可能引起聚焦法则之间在增益上的数值变化。而且，发生效率随角度而变化，会因楔块的自然角度而衰减。当使用折射楔或延迟线时，楔内声程的差异，会使一些聚焦法则需要加减放大器增益。因此需要有增益变异的调整方法，以使电子扫描或S扫描中的整套聚焦法则“规范化”。
2)评价要求：当相控阵探头用延迟线或折射楔时，声束变角和投影显示的计算均基于费尔马原理。这就要求操作者能识别在探头阵元空间中的位置。这样才能确保阵元到楔块一钢界面的行程距离准确已知。要验证操作者使用的坐标能提供正确的深度计算值，以确保显示软件可正确定位检出的显示。
3)校正方法：可按某一时刻的聚焦法则，对衰减差异和延迟时间进行校验调整；也可配置相应软件，进行动态校正。对半径50mm圆弧线上的横孔，可用为50mrrl焦距配置的聚焦法则；而对半径25rrlm圆弧线上的横孔，则用为125rrlm焦距配置的聚焦法则。
6．2楔块衰减校正
数据采集板1)以下所述方法导则是针对用一维线阵列探头作E扫描或电子光栅扫描时，有关楔块衰减校正的评价。
2)为电子光栅扫描要应用的聚焦法则，配置相控阵系统。
3)将相控阵探头置于钻有深度位置已知的横孔试块上(为方便起见，这里使用11w试块中φ1．5mm的横孔作为测试靶体)。
4)为配置的第一个聚焦法则选用A扫描显示，将探头前后移动，到横孔的最大波幅信号。
金果实业5)将横孔回波幅度调至80%满屏高，并将有关参数存储到聚焦法则文档中。
6)对每一聚焦法则，重复使横孔回波信号达到最大并调至80％满屏高的过程，完成对每一聚焦法则有关调整参数的文档存储。
7)上述过程也可用计算机来进行，即通过计算机完成对灵敏度调整的动态评价计算。动态评价只要求操作者对着横孔前后移动探头，以确保使用的所有聚焦法则均有横孔标靶移动通过声束。随后，就由相控阵系统计算，完成楔块衰减校正，以确保每一聚焦法则检出的横孔回波幅度，均能调整到相同幅度。
8)评价楔块衰减补偿时，要求钢中声程保持不变，以确保只评价起作用的楔块声程变化。对使用一维线阵列探头的S扫描，单个横孔会导致每一声束角度在钢中的传播声程不同，这样就不适于正确评价楔块衰减校正。一般推荐的测试靶体是分布在类似于IIW试块R100mm圆弧面上的横孑L。对S扫描来说，可采用(2)～(6)所述步骤，而不用分布在适当半径的圆弧线上的横孔。使用为S扫描设置的半径，也能对角度变化所固有的回波传输效应进行校正。
注：若不能进行适当校正，如角度范围太大，以致信号幅度无法有效校正，则必须将角度范围减小到可作校正的程度。
9)对不同楔块和不同扫描型式的配置，有关相控阵探头的动作示意，
本文摘自: 中国无损检测论坛() 详细出处请参考：/forum.php?mod=viewthread&tid=4647&extra=page%3D8长春中医药大学学报
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