TOFD與超聲波相控陣檢測技術特點比較論文
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TOFD方法具有超聲成像技術，它通過采用一發(fā)一收探頭布置，然后要求相應的探頭入射點間距離，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特點的論文范文，歡迎閱讀查看。
目前我國無損檢領域應用最廣泛的是TOFD技術，業(yè)界人士已經(jīng)普遍認可了TOFD技術，這項技術在我國的工業(yè)領域已經(jīng)有了數(shù)不勝數(shù)的成功案例。21世紀初，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)由一系列的實際的對比以及驗證加之不斷改進和創(chuàng)新了的掃查器系統(tǒng)，TOFD技術被更多的應用到各工業(yè)現(xiàn)場檢測中。TOFD方法具有超聲成像技術，它通過采用一發(fā)一收探頭布置，然后要求相應的探頭入射點間距離，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，但是該技術也存在一些弊端，比如對于復雜幾何形狀的結(jié)構件、焊縫檢測盲區(qū)等束手無策。到目前為止超聲相控陣技術已經(jīng)在我國發(fā)展了20年，在早期主要應用在醫(yī)療領域，利用該技術可以在實際的醫(yī)學超聲成像中對被檢器官進行成像，有益于醫(yī)學的不斷發(fā)展和進步，但是由于很多客觀因素的限制，比如系統(tǒng)的復雜性、固體中波動傳播的復雜性及成本費用高等，使得該技術的應用面受限。在這種情況下，在超聲相控陣成像領域應用壓電復合材料、數(shù)據(jù)處理分析等高新技術是大勢所趨，未來超聲相控陣檢測技術一定會得到更加廣泛的應用。超聲相控陣是采用多晶片控制聲束聚焦技術，探頭可以在同一位置實現(xiàn)很大聲束及角度范圍內(nèi)的電子掃查，適用于復雜幾何形狀結(jié)構件的檢測。
下面對TOFD和相控陣的檢測技術做簡要對比。
1、TOFD的技術特點
1.1 TOFD的優(yōu)點
TOFD技術不僅具有很強的缺陷檢出能力，還具有很高的缺陷定量精度，除此之外還具有很高的時效性和安全性，可永久保存其檢測數(shù)據(jù)。
�、傩矢撸涸摷夹g只需要做線性掃查就可以對焊縫完成掃查，很大程度上擴大了單組探頭檢測對焊縫的覆蓋范圍大，遠遠超過了傳統(tǒng)的檢測方法。
�、陟`敏度高：由于該技術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。
�、劬雀撸豪醚苌鋾r差計算方法，缺陷的高度可以得到精確的計算。
�、苡绊懶。涸摷夹g不會因焊縫結(jié)構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。
⑤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)，重復性好。
�、迶�(shù)據(jù)全：檢測結(jié)果的時效性很強，并且相關數(shù)據(jù)和資料會以存盤、打印出來等形式永久的保留下來，以便隨時進行分析處理。
�、吒踩翰捎迷摷夹g不會對相關人員造成人身傷害。
�、喔`活：現(xiàn)場檢測很方便，可以根據(jù)實際情況隨意選擇手動或自動方式。
⑨成本低：采用該技術不僅不需要其他耗材，還由于該技術不需要和工件直接接觸，有效的減少了磨損，同時還能夠耐高溫接觸面(可達200℃以上)，評定缺陷時可在線應用相關的工程評定標準，修復缺陷時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)，其成本遠遠低于傳統(tǒng)的超聲波探傷方法。
1.2 TOFD的局限性
①過高的靈敏度有時會夸大焊縫中的`良性缺陷。
②焊縫兩側(cè)需要有放置探頭的空間。
③存在檢測盲區(qū)，即在工件的近表面(一般為2-10mm)。
④對相關工作人員的素質(zhì)和能力要求很高。
�、軹OFD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，盡在實驗室或?qū)δ骋蝗毕菥_定量和定位時采用。非平行掃查速度快，但不能判定缺陷在焊縫的哪一側(cè)，給定位增加難度，有時需要進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。
⑥TOFD缺陷的評定：眾所周知，TOFD技術不是基于幅度法進行檢測的，檢出率遠高于其他檢測方法(例如手動超聲波檢測、機械超聲波檢測及射線檢測等)這是眾所周知的事實。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特點與優(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：
�、俨捎秒娮臃椒ǹ刂坡暿劢购蛼呙�，檢測速度成倍提高。
a超聲波束方向可自由變換。
b焦點可以調(diào)節(jié)甚至實現(xiàn)動態(tài)聚焦。
c探頭固定不動便能實現(xiàn)超聲波扇掃或者線掃。
d相控陣技術可進行電子掃描，比通常的光柵掃描快一個數(shù)量等級。
�、诰哂辛己玫穆暿蛇_性，能對復雜集合形狀的工件進行掃查。
a傳統(tǒng)的檢測方法應用單一，但超聲波相控陣檢測技術用一個相控陣探頭，就能涵蓋多種應用;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只需要一小巧的陣列探頭，就可以輕松的解決各項檢測任務。
�、弁ǔ�(yōu)化控制焦點尺寸、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。
�、芡ǔ２恍枰o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。
�、莘抡娉上窦夹g：解決幾何復雜構建檢測難題;現(xiàn)場實時生成幾何形狀圖像;輕松指出缺陷真實特征位置;成像由各聲束A掃數(shù)據(jù)產(chǎn)生;實際檢測結(jié)合工藝軌跡追蹤;可用于所有形式的焊縫檢測，同步顯示A、B、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探頭才可以實現(xiàn)
檢測，而采用相控陣超聲成像只需使用陣列換能器(探頭)就可以實現(xiàn)對被檢測試樣一定聲場范圍內(nèi)進行計算機控制的聚焦掃查。另外在B型、C型等掃描成像方式中的聲束時有單探頭發(fā)出的，由于其各項參數(shù)都是固定的，如果不移動探頭位置，在整個視野范圍內(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參數(shù)是靈活多變的，即使是在不移動探頭位置的前提下，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的立體像，但是由于其靈敏度和分辨率不高，并且所需設備復雜昂貴，現(xiàn)階段還沒有得到廣泛的應用。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，而且通過對各個方向掃描聲束的探測結(jié)果進行計算重建，也可以得到被檢物體的三維成像。如采用二維陣列探頭，則可獲得實時三維成像。
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;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。在不遠的將來，超聲波相控陣檢測技術必將會以其無可比擬的優(yōu)越性替代其他成像檢測技術，使得無損檢測技術越來越方便的應用于工業(yè)領域。
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