Theoretical Study on Near-Field Length of Acoustic Field for Phased Array Ultrasonic Testing
摘 要
相控阵超声检测技术可靠高效、无辐射,可应用于工业无损检测中。对于均匀各向同性材料工件,尤其是焊缝的相控阵超声检测,可采用超声斜入射脉冲横波扇形扫描检测的方法。探讨相控阵超声探头辐射不同偏转角度声场的近场区长度问题,进行了理论计算和仿真分析,发现焊缝检测中常用有机玻璃楔块角度为36.2°时,偏转角度越大,近场区长度越小。结果可为相控阵超声检测工艺设计和检测设备校准提供参考。
Abstract
Phased array ultrasonic testing method is of flexible, reliable, efficient and suitable for industrial nondestructive testing. Near-field length was investigated for phased array ultrasonic testing homogeneous isotropic work pieces using oblique incident pulse shear wave. The theoretical calculations of near-field length and the simulations of the acoustic field for various deflection angles in phased array ultrasound inspections were carried out. It is shown that the near-field length decrease with increasing deflection angles when using general plexi-glass wedge of inclination angle being 36.2°. The conclusions of this paper can provide some reference for designing the testing procedure.
中图分类号 TG115.28 DOI 10.11973/wsjc201710008
所属栏目 实验研究
基金项目 国家自然科学基金资助项目(11604076,11574072,11274092);河海大学中央高校基金资助项目(2015B04714);江苏省特检院科技(科研)资助项目(KJ(Y)2016002)。
收稿日期 2017/2/9
修改稿日期
网络出版日期
作者单位点击查看
联系人作者韩庆邦(HQB0092@163.com)
备注姜学平(1983-),男,讲师,主要研究方向为超声检测
引用该论文: JIANG Xueping,YUE Yunfei,ZHUANG Fengdong,MAO Xiaohu,ZHENG Hui,HAN Qingbang. Theoretical Study on Near-Field Length of Acoustic Field for Phased Array Ultrasonic Testing[J]. Nondestructive Testing, 2017, 39(10): 33~36
姜学平,岳云飞,庄凤冬,毛小虎,郑晖,韩庆邦. 相控阵超声检测声场近场区长度的理论[J]. 无损检测, 2017, 39(10): 33~36
共有人对该论文发表了看法,其中:
人认为该论文很差
人认为该论文较差
人认为该论文一般
人认为该论文较好
人认为该论文很好
参考文献
【1】SCHMERR W. Fundmentals of ultrasonic phased arrays[M]. New York:Springer, 2015.
【2】TUMSYS O, JASIUNIENE E. The focusing of the ultrasonic phased array in the case of non-contact NDE methods[J]. Elektronika ir Elektrotechnika, 2014, 20(3): 44-47.
【3】POTTER J N, CROXFORD A J, WILCOX P D. Nonlinear ultrasonic phased array imaging[J]. Physical Review Letters, 2014,113: 144301.
【4】PENG J, WANG L, ZHANG Y, et al. Study on the ultrasonic inspection method using the full matrix capture for the in service railway wheel[C]//AIP Conference Proceedings. Baltimore, Maryland, USA: AIP 2014, 1581: 42-48.
【5】FAN C, PAN M, CHEN D, et al. Ultrasonic array time-reversal based super resolutionimaging[C]//2014 IEEE Far East Forum on Nondestructive Evaluation/Testing (FENDT).Chengdu:IEEE:69-73.
【6】彭小冲,费跃农. 相控阵超声接收动态聚焦算法及其物理实现[J]. 应用声学, 2014, 33(5): 15-23.
【7】左延田,方雨, 刘晴岩,等. 角焊缝裂纹类缺陷相控阵超声检测工艺[J]. 无损检测, 2016, 38(6):6-9.
【8】竺哲明, 黄伟勇,郭伟灿.聚乙烯管道热熔对接接头的超声相控阵检测[J]. 无损检测, 2017, 39(1):38-41.
【9】周正干,李洋,周文彬.相控阵超声后处理成像技术研究,应用和发展[J].机械工程学报,2016,52(6):1-11.
【10】薛利杰,刘晴岩,方雨,等.特种设备在役螺栓超声相控阵检测成像影响因素[J].无损检测,2016,38(7):6-10.
【11】常俊杰,魏强,小倉幸夫,等.宽带高灵敏度柔性相控阵探头的发展与应用[J]. 无损检测,2016,38(6):24-27.
【12】刘书宏, 郑晖,姜学平. 相控阵超声绝对声时法测量底面开口裂纹[J]. 声学技术, 2014,33: 331-335.
【13】郑阳, 郑晖, 潘强华,等. 国外相控阵超声检测标准比较与分析[J]. 无损检测, 2016, 38(7): 56-65.
【14】GB/T 32563-2016 无损检测 超声检测 相控阵超声检测方法[S].
【15】刘晓睿, 强天鹏,邬冠华. 加楔块超声相控阵的聚焦特性测试[J]. 无损检测, 2012, 34(11): 32-36.
【16】孙芳, 曾周末, 王晓媛, 等. 界面条件下线型超声相控阵声场特性研究[J].物理学报,2011,60(9):94301.
【17】张迪,吴先梅. 基于有限元的空耦超声相控阵Lamb波激发与检测[J]. 应用声学, 2015, 34(3):201-206.
【18】XU N, ZHOU Z. Numerical simulation and experiment for inspection of corner-shaped components using ultrasonic phased array[J]. NDT & E International, 2014, 63: 28-34.
【19】姜学平,王鹏, 郑晖,等. 相控阵超声检测扇形扫描角度范围[J]. 无损检测, 2015, 37(11): 10-12.
【20】姜学平, 王鹏, 韩庆邦,等. 带斜楔相控声束偏转聚焦延时特性研究[J].应用声学,2016,35(3):1-6.
【21】米露,张德俊. 几种典型换能器声场特性的微机计算[J]. 声学技术, 1986, 5(3): 7-14.
【2】TUMSYS O, JASIUNIENE E. The focusing of the ultrasonic phased array in the case of non-contact NDE methods[J]. Elektronika ir Elektrotechnika, 2014, 20(3): 44-47.
【3】POTTER J N, CROXFORD A J, WILCOX P D. Nonlinear ultrasonic phased array imaging[J]. Physical Review Letters, 2014,113: 144301.
【4】PENG J, WANG L, ZHANG Y, et al. Study on the ultrasonic inspection method using the full matrix capture for the in service railway wheel[C]//AIP Conference Proceedings. Baltimore, Maryland, USA: AIP 2014, 1581: 42-48.
【5】FAN C, PAN M, CHEN D, et al. Ultrasonic array time-reversal based super resolutionimaging[C]//2014 IEEE Far East Forum on Nondestructive Evaluation/Testing (FENDT).Chengdu:IEEE:69-73.
【6】彭小冲,费跃农. 相控阵超声接收动态聚焦算法及其物理实现[J]. 应用声学, 2014, 33(5): 15-23.
【7】左延田,方雨, 刘晴岩,等. 角焊缝裂纹类缺陷相控阵超声检测工艺[J]. 无损检测, 2016, 38(6):6-9.
【8】竺哲明, 黄伟勇,郭伟灿.聚乙烯管道热熔对接接头的超声相控阵检测[J]. 无损检测, 2017, 39(1):38-41.
【9】周正干,李洋,周文彬.相控阵超声后处理成像技术研究,应用和发展[J].机械工程学报,2016,52(6):1-11.
【10】薛利杰,刘晴岩,方雨,等.特种设备在役螺栓超声相控阵检测成像影响因素[J].无损检测,2016,38(7):6-10.
【11】常俊杰,魏强,小倉幸夫,等.宽带高灵敏度柔性相控阵探头的发展与应用[J]. 无损检测,2016,38(6):24-27.
【12】刘书宏, 郑晖,姜学平. 相控阵超声绝对声时法测量底面开口裂纹[J]. 声学技术, 2014,33: 331-335.
【13】郑阳, 郑晖, 潘强华,等. 国外相控阵超声检测标准比较与分析[J]. 无损检测, 2016, 38(7): 56-65.
【14】GB/T 32563-2016 无损检测 超声检测 相控阵超声检测方法[S].
【15】刘晓睿, 强天鹏,邬冠华. 加楔块超声相控阵的聚焦特性测试[J]. 无损检测, 2012, 34(11): 32-36.
【16】孙芳, 曾周末, 王晓媛, 等. 界面条件下线型超声相控阵声场特性研究[J].物理学报,2011,60(9):94301.
【17】张迪,吴先梅. 基于有限元的空耦超声相控阵Lamb波激发与检测[J]. 应用声学, 2015, 34(3):201-206.
【18】XU N, ZHOU Z. Numerical simulation and experiment for inspection of corner-shaped components using ultrasonic phased array[J]. NDT & E International, 2014, 63: 28-34.
【19】姜学平,王鹏, 郑晖,等. 相控阵超声检测扇形扫描角度范围[J]. 无损检测, 2015, 37(11): 10-12.
【20】姜学平, 王鹏, 韩庆邦,等. 带斜楔相控声束偏转聚焦延时特性研究[J].应用声学,2016,35(3):1-6.
【21】米露,张德俊. 几种典型换能器声场特性的微机计算[J]. 声学技术, 1986, 5(3): 7-14.
相关信息