超声相控阵在管道缺陷检测中的优化设计

摘要

本文采用具有电子偏转及电子聚焦特性的超声相控阵技术对大口径长输管道环焊缝进行缺陷检测,克服传统无损检测由于焦点固定引起检测过程复杂的不足。相控阵换能器的声场特性决定探伤灵敏度,是换能器设计的主要依据。所以需要对超声相控阵换能器进行优化设计,其目的是研究阵元参数与声场特性之间的关系,尽可能地使主瓣尖锐,抑制栅瓣的产生,减弱旁瓣的幅度。本文首先采用数值分析方法,研究并仿真线阵参数对超声束聚焦性能的影响。然后介绍用超声相控阵换能器进行环焊缝检测的试验平台。在此基础上,选取优化后的超声相控阵探头与一个同频的常规超声探头进行对比试验。试验结果表明了该方法的有效性,能提高相控阵换能器的性能。