TOFD与超声波相控阵检测技术特点比较

1、tofd与超声波相控阵检测技术特点比较TOFD方法具有超声成像技术，它通过采用一发一收探头布置，然后要 求相应的探头入射点间距离，在平板对接焊缝、环焊缝方面具有很大的优 势，下面是小编搜集的一篇探究TOFD与超声波相控阵检测技术特点的论文 范文，欢迎阅读查看。目前我国无损检领域应用最广泛的是TOFD技术， 业界人士已经普遍认可了 TOFD技术，这项技术在我国的工业领域已经有了 数不胜数的成功案例。21世纪初，我国引入了 Isonic系列便携式超声 波成像检测系统（以色列的IsonotronNDT公司出品），经由一系列的实 际的对比以及验证加之不断改进和创新了的扫查器系统，TOFD技术被更多 的

2、应用到各工业现场检测中。TOFD方法具有超声成像技术，它通过采用一 发一收探头布置，然后要求相应的探头入射点间距离，在平板对接焊缝、环焊 缝及直径大于500mm的纵缝中厚板检测方面具有很大的优势，但是该技术 也存在一些弊端，比如对于复杂几何形状的结构件、焊缝检测盲区等束手无 策。到目前为止超声相控阵技术已经在我国发展了 20年，在早期主要应用在 医疗领域，利用该技术可以在实际的医学超声成像中对被检器官进行成像， 有益于医学的不断发展和进步，但是由于很多客观因素的限制，比如系统的 复杂性、固体中波动传播的复杂性及成本费用高等，使得该技术的应用面受 限。在这种情况下，在超声相控阵成像领域应用压电复

3、合材料、数据处理分 析等高新技术是大势所趋，未来超声相控阵检测技术一定会得到更加广泛的应 用。超声相控阵是采用多晶片控制声束聚焦技术，探头可以在同一位置实现 很大声束及角度范围内的电子扫查，适用于复杂几何形状结构件的检测F面对TOFD和相控阵的检测技术做简要对比。1、TOFD的技术特点1.1 TOFD的优点TOFD技术不仅具有很强的缺陷检出能力，还具有很高的缺陷定量精度，除此之外还具有很高的时效性和安全性，可永久保存其检测数据。 效率高：该技术只需要做线性扫查就可以对焊缝完成扫查，很大程度 上扩大了单组探头检测对焊缝的覆盖范围大，远远超过了传统的检测方法。 灵敏度高：由于该技术的衍射波信号具有

4、很高的灵敏度，很大程度上 保证了检出率。 精度高：利用衍射时差计算方法，缺陷的高度可以得到精确的计算。 影响小：该技术不会因焊缝结构或缺陷的方向性就左右最后的检测结 果，其检测结果具有很高的稳定性，几乎不受其他因素的影响。 漏检少：衍射波具有高灵敏度，通过图像记录完整检测数据，重复 性好。 数据全：检测结果的时效性很强，并且相尖数据和资料会以存盘、打 印出来等形式永久的保留下来，以便随时进行分析处理。 更安全：采用该技术不会对相尖人员造成人身伤害。 更灵活：现场检测很方便，可以根据实际情况随意选择手动或自动方 式。 成本低：采用该技术不仅不需要其他耗材，还由于该技术不需要和工 件直接接触，有效

5、的减少了磨损，同时还能够耐高温接触面（可达200C 以上），评定缺陷时可在线应用相尖的工程评定标准，修复缺陷时可最大限 度的减少不必要的焊缝剖开。如此有效的减少了检测生产的时间间隔，也最 大程度的避免了其他不利问题的出现，其成本远远低于传统的超声波探伤方 法。1.2 TOFD的局限性 过高的灵敏度有时会夸大焊缝中的良性缺陷。 焊缝两侧需要有放置探头的空间。 存在检测盲区，即在工件的近表面（一般为2-10mm）。 对相尖工作人员的素质和能力要求很高。 TOFD检测效率低：TOFD扫查有两种方式。一种是非平行扫查， 另一种是平行扫查。平行扫查效率极低，但定量精度高，一般不采用此扫查方 式，尽在实验

6、室或对某一缺陷精确定量和定位时采用。非平行扫查速度快， 但不能判定缺陷在焊缝的哪一侧，给定位增加难度，有时需要进行多次扫查 来确定缺陷的位置，致使检测效率降低。检测中常采用非平行扫查方式。 TOFD缺陷的评定：众所周知，TOFD技术不是基于幅度法进行检 测的，检出率远高于其他检测方法（例如手动超声波检测、机械超声波检测 及射线检测等）这是众所周知的事实。不论是大缺陷还是小缺陷都能检出，这给缺陷评定增加难度，控制不好返修率相当高，甚至出现 有的缺陷返修后看不见的现象。2、超声波相控阵检测技术特点与优势2.1超声波相控阵与其他无损检测方法对比具有如下特点： 采用电子方法控制声束聚焦和扫描，检测速度

7、成倍提高。a超声波束方向可自由变换 b焦点可以调节甚至实现动态聚焦。c探头固定不动便能实现超声波扇扫或者线扫。d相控阵技术可进行电子扫描，比通常的光栅扫描快一个数量等 级。 具有良好的声束可达性，能对复杂集合形状的工件进行扫查。a传统的检测方法应用单一，但超声波相控阵检测技术用一个相控阵探 头，就能涵盖多种应用；b传统的检测方法对很多特定检测都束手无策，但超 声波相控阵检测技术只需要一小巧的阵列探头，就可以轻松的解决各项检测 任务。 通常优化控制焦点尺寸、焦区深度和声束方向，可使检测分辨力、信 噪比和灵敏度等性能得到提高。 通常不需要辅助扫查装置，探头不与工件直接接触，数据以电子文件 格式存储

8、，操作灵活简便且成本低。 仿真成像技术：解决几何复杂构建检测难题；现场实时生成几何形状 图像；轻松指出缺陷真实特征位置；成像由各声束A扫数据产生；实际检测结 合工艺轨迹追踪；可用于所有形式的焊缝检测，同步显示A、B、S、C、D、P、3D 扫描数据。2.2传统的扫描成像方式需要移动探头才可以实现检测，而采用相控阵超声成像只需使用阵列换能器（探头）就可以实 现对被检测试样一定声场范围内进行计算机控制的聚焦扫查。另外在B型、 C型等扫描成像方式中的声束时有单探头发出的，由于其各项参数都是固定 的，如果不移动探头位置，在整个视野范围内很难获得清晰一致的成像；而 相控阵超声成像由于其各项参数是灵活多变的

9、，即使是在不移动探头位置的前 提下，也可以获得均匀一致、高分辨率 的清晰图像。虽然超声全息可以得到目标的立体像，但是由于其灵敏度和分辨率不高，并且所需设备复杂昂贵，现阶段还没有得到广泛的应用。而相控阵超声成 像的检测灵敏度和分辨率大大高于超声全息，而且通过对各个方向扫描声束 的探测结果进行计算重建，也可以得到被检物体 的三维成像。如采用二维阵 列探头，则可获得实时三维成像。由于超声显微镜的成像所用的换能器频率高，所以其分辨率高，但弊端 是只适用于探查物体表面和近表面微观结构；而相控阵超声由于不用很高的频 率，其分辨率相对较低,但可以对较厚的大工件进行内部成像检测。3、结论综上所述：超声波相控阵检测技术以其灵活的声束偏转和聚焦性 能越来越引起人们的重视。在不远的将来，超声波相控阵检测技术必将会以 其无可比拟的优越性替代其他成像检测技术，使得无损检测技术越来越方便 的应用于工业领域。参考文献1 迟大钊，刚铁，高双胜。超声TOFD法检测信号相位识别技术J焊 接学报，2011(09).2 陈业汉，范良，孙小兵，张晓斌.TOFD检测中变形波信号和非相矢 信号的识别J无损检测，2011(01).3 刘富君，丁守宝，胡东明，郭小联，孔帅屆内TOFD检测技术的应用进展(英文)J无损检测，2009(10).4 陈亮，张定国全自