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相控阵超声波原理 相控阵超声波探伤比普通超声波有哪些优点

来源:朵拉利品网  |  2020-03-26 03:21:23

1, 相控阵超声波探伤比普通超声波有哪些优点



超声波相控阵和常规超声波检测得原理相似,都是基于脉冲反射法的原理。所以常规超声波检测拥有的优点,相控阵也拥有。
如果相控阵和常规超声波拥有的优点相同,那没必要发展相控阵。所以相控阵相对常规超声波优点还是蛮多的。
(1)相控阵采用S扫,即同时可以拥有许多角度的超声波,就相当于拥有多种角度的探头同时工作,所以相控阵无需锯齿扫查,只要沿着焊缝挪动探头即可,检测效率更高。适用于自动化生产,和批量生产。
(2)相控阵可以拥有聚焦功能,而常规超声波一般没有(除了聚焦探头外),所以相控阵检测的灵敏度和分辨率都比常规超声检测高。
(3)相控阵检测可以同时拥有B扫、D扫、S扫和C扫描,可以通过建模,建立一个三维立体图形,缺陷显示非常直观,哪怕不懂NDT的人都能看明白,而常规超声波只能通过波形来分辨缺陷。
(4)超声相控阵可以检测复杂工件,比如可以检测涡轮叶片的叶根,常规超声波检测因为探头声束角度单一,存在很大的盲区,造成漏检。而相控阵可以快速,直观的检测。

2, 相控阵雷达的基本工作原理是什么?



相控阵雷达的天线阵面由许多个辐射和接收单元(称为阵元)组成,单元数目和雷达的性能有关,可以从几百个到几万个。这些单元有规则地排列在平面上,构成阵列天线。利用电磁波相干原理,通过计算机控制馈往各辐射单元电流的相位,就可以改变波束的方向进行扫描,故称为电扫描。
天线单元把接收到的回波信号送入主机,完成雷达对目标的搜索、跟踪和测量。每个天线单元除了有天线辐射振子之外,还有移相器等开关的器件。不同的振子通过移相器可以被馈入不同的相位的电流,从而在空间辐射出不同方向性的波束。
天线的单元数目越多,则波束在空间可形成的波束就越多。这种雷达的工作基础是相位可控的阵列天线,“相控阵”由此得名。相位控制可采用相位法、频率法和电子馈电开关法。在一维上排列若干辐射单元即为线阵,在两维上排列若干辐射单元称为面阵。
辐射单元也可以排列在曲线上或曲面上.这种天线称为共形阵天线。共形阵天线可以克服线阵和平面阵扫描角小的缺点,能以一部天线实现全空域电扫。通常的共形阵天线有环形阵、圆面阵、圆锥面阵、圆柱面阵、半球面阵等。综上所述,相控阵雷达因其天线为相控阵型而得名。
据美国《国家利益》双月刊网站报道,有俄罗斯新闻媒体援引中文报道称,人民解放军空军的歼-11D战机2015年4月29日首次试飞。这款飞机是歼-11B的升级版,歼-11B则模仿了俄罗斯的苏-27。
据报道,歼-11D采用了中国歼-16战机的诸多技术。这两款飞机都由中国沈阳飞机工业集团生产。歼-11D最引人注目的改进是,据说它采用了歼-16先进的主动电子扫描相控阵列雷达。
2014年4月《大众科学》的一篇文章介绍称:歼-16的最重要改进是主动电子扫描相控阵列雷达,它比苏-30和歼轰-7A的缝隙天线雷达更强大。
主动电子扫描相控阵列雷达使歼-16与其前身相比能从更远距离起飞拦截敌机,并同时袭击多个地面目标。这种雷达还通过数据自动传输装置与中国的其他平台、包括无人飞行器相连以提高它们对环境的认识。
参考资料来源:人民网-外媒:歼11D堪称中国版苏35 配新相控阵雷达(图)
参考资料来源:百度百科-相控阵雷达

3, 超声相控阵。其中,阵列探头在发射和接收信号时用到了聚焦法则,...



聚焦法则说起来很简单,不过做起来挺麻烦的。
你的相控阵应该是一个平面吧,如果在空间中有一点,那么很多个收发单元都能看到,同时独立判断出距离(雷达测距原理),只要知道了距离,就说明目标在以发射单元为球心,以距离为半径的一个球面上(立体)。这个原理符合所有的发射单位,那么所有球面最终会聚焦于一个点,这个点就是目标。
可以简单计算一下,利用一个发射点测量,会获得一个球面,如果再有一个发射点,会形成第二个球面,并于前一球面相交成一条线,此时如果再增加一个发射点(与前面两个点不再同一直线上),那么会再形成一个球面,且与前面的那条交线相交,由于目标点只有一个,所以也只能有一个焦点,那个就是目标。所以只要3个不在同一直线上的点就可以实现测量。如果再增加一个点,就可以提高测量精度了。
你也可以把这个测量发射点想象成椎体的底面顶点,而目标就是锥体在高度上的一个点,如果把发射点与目标连线起来,就相当于一个锥体,最少是三角锥,立方锥就可以提高精度了,如果锥体的棱线越多,精度越高。
这东西只要你有足够的空间想象能力就没问题,很简单的一件事。

名词解释


雷达

雷达(RADAR)是利用电磁波探测目标的电子设备,也被称为“无线电定位”。它能发射电磁波对目标进行照射并接收其回波,由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。

 
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