一種換熱器管板角焊縫超聲相控陣檢測方法和裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種換熱器管板角焊縫超聲相控陣檢測方法和裝置。目的是提供的測方法應(yīng)可實現(xiàn)換熱器管板角焊縫縱向和周向自動檢測，并且檢測方法簡單，檢測結(jié)果精確；該檢測裝置應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單，實用性強。技術(shù)方案是：一種換熱器管板角焊縫超聲波自動檢測方法；按如下步驟進(jìn)行：1)將超聲相控陣面陣列探頭伸入對應(yīng)于角焊縫的換熱管內(nèi)并襯墊柔性可壓縮楔塊；2)對被檢部位及柔性可壓縮楔塊施加水；3)軸向采用扇形掃描。一種換熱器管板角焊縫超聲波自動檢測裝置；包括超聲相控陣面陣列探頭、包覆在面陣列探頭外圓周面的柔性可壓縮楔塊、用于將面陣列探頭固定在探測位置的探頭固定裝置以及對面陣列探頭傳遞的信號進(jìn)行處理并形成圖像的超聲波檢測儀。
【專利說明】
一種換熱器管板角焊縫超聲相控陣檢測方法和裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種超聲檢測方法和裝置。具體是換熱器管板角焊縫超聲相控陣面陣 列檢測方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 換熱器的換熱管與管板之間采用焊接或脹接加焊接的形式，焊接接頭的質(zhì)量直接 影響換熱器的產(chǎn)品質(zhì)量，尤其是大型石化設(shè)備所用的高溫、高壓式換熱器中的角焊縫的質(zhì) 量。由于這種換熱器具有上千根換熱管，換熱管的直徑往往較小且排列緊湊，因此對于角焊 接的焊接要求很高，這些角焊縫的質(zhì)量決定了整臺換熱器的安全性能。但是，目前國內(nèi)對于 換熱器角焊縫的檢測主要是利用水、氣體等進(jìn)行泄露檢測，無法對焊縫內(nèi)部的夾渣、氣孔等 缺陷進(jìn)行檢測，而角焊縫的內(nèi)部缺陷會在高溫、高壓、強腐蝕等情況下易造成裝置泄露，發(fā) 生事故。所以，在換熱器的制造過程中以及運行時需要對角焊縫進(jìn)行檢驗，對角焊縫的無損 檢測就是最重要的檢驗步驟之一。
[0003] 換熱器管角焊縫的無損檢測主要有射線檢測、超聲檢測、磁粉檢測和滲透檢測。但 磁粉檢測和滲透檢測無法探測出焊縫內(nèi)部缺陷，常規(guī)射線檢測靈敏度較低。超聲探傷具有 操作方便、分辨率高、成本低、適應(yīng)面廣等優(yōu)點，特別是對角焊縫此類的特殊結(jié)構(gòu)適用性強， 具有其它無損檢測儀器不能替代的特點。目前國內(nèi)的部分研究機構(gòu)采用雙晶聚焦探頭（內(nèi) 部由兩個單探頭組成，一個用于發(fā)射信號，一個用于接收信號)對換熱器管板角焊縫進(jìn)行超 聲檢測，結(jié)合超聲檢測技術(shù)、計算機技術(shù)、機械傳動技術(shù)，使檢測自動化、圖象化，明顯提高 了檢測速度和精度，如重慶大學(xué)謝志江、方禎云研制了管子-管板角焊縫自動超聲波檢測系 統(tǒng)，該系統(tǒng)采用計算機控制掃描機械手掃描管子-管板角焊縫并采集相應(yīng)的超聲回波信號， 經(jīng)過一定的處理后顯示和打印圖形化結(jié)果，系統(tǒng)硬件主要包括機械掃描裝置、接口電路、多 功能數(shù)據(jù)采集卡和筆記本計算機，為了檢測焊縫內(nèi)部的缺陷，使用微型雙晶聚焦探頭伸入 管子內(nèi)壁發(fā)射和接收超聲波，根據(jù)回波特征判定焊縫內(nèi)部質(zhì)量。荷蘭斯太米卡邦公司開發(fā) 了的換熱器管子-管板角焊縫超聲波自動檢測成套儀器，其技術(shù)思路是采用微型雙晶片聚 焦探頭，伸入管口內(nèi)向角焊縫區(qū)做360°周向掃描檢查，探頭表面的有機玻璃延遲塊為凸弧 形，以滿足不同曲率換熱管的檢測要求。但上述幾種超聲檢測自動檢測裝置采用的雙晶聚 焦探頭檢測時軸向掃查和周向掃查均采用機械方式，檢測效率明顯低于電子方式掃查。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是克服上述【背景技術(shù)】的不足，提出一種換熱器管板角焊縫超聲相控 陣面陣列檢測方法和裝置，該檢測方法應(yīng)可實現(xiàn)換熱器管板角焊縫縱向和周向自動檢測， 并且檢測方法簡單，檢測結(jié)果精確;該檢測裝置應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單，實用性強。
[0005] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：
[0006] -種換熱器管板角焊縫超聲波自動檢測方法;按如下步驟進(jìn)行：
[0007] 1)將表面安裝著晶片的超聲相控陣面陣列探頭伸入對應(yīng)于角焊縫的換熱管內(nèi)，并 在面陣列探頭與換熱管內(nèi)壁之間襯墊柔性可壓縮楔塊；
[0008] 2)對被檢部位及柔性可壓縮楔塊施加作為耦合劑的水；
[0009] 3)軸向采用扇形掃描，由面陣列探頭中平行于軸線的8個晶片為一掃描組按照設(shè) 定法則進(jìn)行，沿著面陣列探頭的圓周方向排列著同時進(jìn)行扇形掃描的128個掃描組；
[0010] 周向采用電子線形掃查，以面陣列探頭中環(huán)繞于圓周方向的128個晶片為一個掃 查單元按照預(yù)定規(guī)則進(jìn)行，沿著面陣列探頭的母線方向排列著同時進(jìn)行電子線形掃查的8 個掃查單元；
[0011] 超聲波檢測儀對位置信息和超聲信息進(jìn)行處理，實時形成六、3、8、(：、30多種掃查圖 像。
[0012] 所述扇形掃描的方法是：
[0013] 設(shè)定扇形掃描左右偏轉(zhuǎn)角度和聚焦深度，8個晶片發(fā)生的超聲波聲束相聚在鋼工 件內(nèi)的最左端焦點，然后按設(shè)定的參數(shù)向右沿平行于軸線的方向進(jìn)行扇形掃查，最終相聚 在在最右端焦點，再返回向左沿平行于軸線的方向進(jìn)行扇形掃查，在左右焦點之間周而復(fù) 始地進(jìn)行扇形掃查。
[0014] 所述周向采用電子線形掃查的方法是：
[0015] 1)按照相鄰連續(xù)排列的8個晶片為一個陣元組，將周向依序連續(xù)編號的128個晶片 分為128陣元組；即1號至8號晶片為第一陣元組，2號至9號晶片為第二陣元組……128號至7 號晶片為第一百二十八陣元組；
[0016] 2)每個陣元中，8個晶片發(fā)出的超聲波聲束經(jīng)過柔性可壓縮楔塊，再經(jīng)過耦合劑進(jìn) 入鋼工件相聚在焦點；
[0017] 3)電子掃射依序從第一陣元組開始，直至第一百二十八陣元組為一個循環(huán)；
[0018] 后一序號陣元組的激發(fā)掃射時間均較前一序號陣元組的激發(fā)掃射時間提前，提前 激發(fā)時間^的計算公式為：
[0020] 式中：R為圓柱形探頭半徑，
[0021] F凹面新波陣面曲率半徑；
[0022] 0m為第m號陣元中心和探頭圓心的連線與陣元組中心線之間的夾角；
[0024] d為相鄰晶片的距離，m=l、2、3、4、…128;
[0026] &為超聲波在鋼材中的傳播速度(常數(shù)）
[0027] c2為超聲波在柔性可壓縮楔塊中的傳播速度(常數(shù)）
[0028] H為楔塊厚度，H'為焊縫外邊緣至管子內(nèi)表面的距離
[0029] -種換熱器管板角焊縫超聲波自動檢測裝置;包括表面安裝著晶片的超聲相控陣 面陣列探頭、包覆在面陣列探頭外圓周面的柔性可壓縮楔塊、用于將面陣列探頭固定在探 測位置的探頭固定裝置以及對面陣列探頭傳遞的信號進(jìn)行處理并形成圖像的超聲波檢測 儀。
[0030]所述面陣列探頭中的晶片排列成8X128陣列，其中軸向為8行，周向為128列。
[0031]所述柔性可壓縮楔塊的直徑稍大于換熱管內(nèi)徑，其中插入端一側(cè)為圓錐面過渡， 小端圓錐面處直徑小于換熱管內(nèi)徑，以方便插入換熱管。
[0032]所述柔性可壓縮楔塊為材料為軟橡膠，其聲速與聲阻抗與水接近。
[0033]該檢測裝置還裝有把手。
[0034] 本發(fā)明提供的檢測方法可有效解決聲波衰減過多使回波太弱的問題，一次便完成 整個角焊縫的檢測，通過信號控制與處理系統(tǒng)控制與處理位置信息和超聲信息，從而實現(xiàn) A、S、B、C、3D等多種掃描實時成像，不但檢測結(jié)果快速可靠，而且檢測方法簡便。所提供的檢 測裝置結(jié)構(gòu)簡單，制作要求不高，實用性強。
【附圖說明】
[0035] 圖1為熱器管板角焊縫檢測裝置示意圖。
[0036]圖2為面陣列探頭晶片排布圖。
[0037] 圖3為面陣列探頭超聲軸向扇形掃查示意圖（面陣列探頭的軸線水平布置于紙 面)。
[0038] 圖4為面陣列探頭超聲周向電子線形掃查示意圖（面陣列探頭的軸線垂直布置于 紙面）。
[0039] 圖5為面陣列探頭超聲周向電子線形掃查聚焦法則計算示意圖。
[0040] 圖6為面陣列探頭超聲周向電子線形掃查聚焦法則簡易計算原理圖。
[0041 ]圖7為焊接良好的管板角焊縫超聲信號示意圖。
[0042]圖8為帶缺陷的管板角焊縫超聲信號示意圖。
【具體實施方式】
[0043] 以下結(jié)合附圖所示的實施例進(jìn)一步說明。
[0044] 換熱器的換熱管與管板之間通常采用焊接形式(典型的結(jié)構(gòu)參見圖1)，換熱器的 管板7和換熱管9之間形成角焊縫8。熱器管板角焊縫檢測裝置示意如圖1所示，檢測裝置包 括超聲波檢測儀4、面陣列探頭1、柔性可壓縮楔塊（以下簡稱柔性楔塊)2、探頭固定裝置6、 探頭數(shù)據(jù)線3、把手5;其中面陣列探頭表面安裝著形成超聲相控陣面陣列的晶片，柔性楔塊 (優(yōu)選為軟橡膠，其聲速與聲阻抗與水接近)包覆在陣列探頭的外圓周面，探頭固定裝置(常 規(guī)裝置)用于將陣列探頭固定在探測位置。
[0045] 對換熱器管板角焊縫進(jìn)行超聲檢測的關(guān)鍵是超聲波面陣列探頭必須伸入管內(nèi)檢 測，由于換熱管直徑較小，本發(fā)明采用的密布晶片的面陣列相控陣列技術(shù)，伸入管口內(nèi)向角 焊縫區(qū)做一次性360°檢查，控制并調(diào)節(jié)檢測焦距，使之能有效檢測不同深度位置的缺陷。
[0046] 換熱器管板角焊縫超聲相控陣檢測方法原理為:針對常規(guī)的換熱器管板角焊縫規(guī) 格尺寸，研制密布晶片的面陣列圓柱形相控陣探頭，面陣列探頭的晶片10排布成8x128陣列 (如圖2所示），其中軸向為8行(每行128個晶片周向360°均勻排布），周向為128列(每列8個 晶片均勻排布）。根據(jù)換熱管被檢材料的聲學(xué)特性，采用水作為耦合劑。采用超聲掃描技術(shù)， 軸向采用電子扇形掃描，周向采用電子線形掃查。
[0047] 軸向電子扇形掃描示意如圖3所示;設(shè)定扇形掃描左右偏轉(zhuǎn)角度和聚焦深度(為超 聲波檢測儀的常規(guī)功能），晶片發(fā)出的超聲波聲束11經(jīng)過柔性楔塊12,柔性楔塊的聲阻抗與 水相近，柔性楔塊和鋼工件2之間有水作為耦合劑，這樣可不考慮耦合劑聲阻抗的影響，8個 晶片發(fā)生的聲束相聚在鋼工件內(nèi)的最左端焦點15,然后按設(shè)定的參數(shù)向右進(jìn)行扇形掃查 14,最終相聚在在最右端焦點13，再返回向左進(jìn)彳丁扇形掃查14,在左右焦點之間周而復(fù)始地 進(jìn)行扇形掃查。
[0048] 面陣列探頭超聲周向電子線形掃查示意見圖4所示，設(shè)計相應(yīng)的聚焦法則使控制 面陣列圓柱形相控陣探頭沿周向排列的128個晶片，其中以編號為1號、2號、3號、4號、5號、6 號、7號、8號相鄰8個晶片作為一個陣元組，使每個晶片發(fā)出的超聲波聲束11經(jīng)過柔性楔塊 2,再經(jīng)過耦合劑進(jìn)入鋼工件12,8個晶片發(fā)生的聲束在鋼工件相聚在焦點16,然后按相同的 聚焦法則激發(fā)編號為2號、3號、4號、5號、6號、7號、8號、9號的第2陣元組的晶片，相聚在相鄰 的焦點17,這樣依次作電子線形掃查，直至完成整個360°-圈。
[0049] 面陣列探頭超聲周向電子線形掃查聚焦法則計算原理如圖5所示，晶片發(fā)出的超 聲波聲束經(jīng)過柔性楔塊和耦合劑水，由于柔性楔塊的聲阻抗與水相近，這樣可不考慮耦合 劑聲阻抗的影響，只考慮楔塊/鋼二層介質(zhì)近場球面波束形成模型，在平面坐標(biāo)系X0Y中，直 線ri、r2、…、r m為超聲波在鋼中的傳播路徑，直線11、h、…、lm為超聲波在水親合劑中的傳播 路徑。設(shè)A(x，y)為聚焦點（回波聲源)坐標(biāo)位置，C( Xm，ym)為第m號陣元（即晶片）的坐標(biāo)值，B 為入射到第m號陣元的聲波折射點坐標(biāo)。0(XQ，yQ)為參考點，DU%。％)為聚焦點 到楔塊/鋼界面的最短距離對應(yīng)的點，是第m號陣元接收的由鋼界面入射到楔塊時的入 射角與反射角，cl是超聲波縱波在鋼中的傳播速度，c2是超聲波在楔塊中的傳播速度，ro是 鋼中超聲傳播的最短距離，1〇是楔塊中超聲傳播的最短距離，由此求得第m號陣元的延時時 間Tm〇
[0050] 由于本發(fā)明采取聲束不偏轉(zhuǎn)聚焦，故位于參考點兩邊的相控陣列陣元信號的延時 量相等，即：Tl= T-i，T2= T-2，…，Tm= T-m。因此，僅需要計算右邊陣元的信號延時量。
[0051 ]以0為參考點，則第m陣元的信號延時量為：
[0053] 超聲波經(jīng)界面折射，由折射率公式可得：
[0054] sina/sin0 = cl/c2 (2)
[0055]超聲波在鋼中傳播的距離AB為：
[0056] +{y-y",)2 ⑶
[0057]超聲波在楔塊中傳播的距離BC為：
[0058] Im = +(yv-ymf (4)
[0059]由于AD、OD、c 1、c2已知，當(dāng)m值確定時，利用計算機建模求解可解得A、B、C、D坐標(biāo) 值，代入式(1)可得第m陣元延時值Tm。
[0060]記第m陣元接收信號Sym(t)，則超聲相控陣列波束形成輸出為： (5)
[0062]作為上述數(shù)學(xué)方程的近似，本發(fā)明基于超聲相控陣原理，設(shè)計了換熱器管板角焊 縫面陣列探頭超聲周向電子線形掃查簡單可行的聚焦法則，如圖6所示；當(dāng)用聚焦探頭探測 鋼工件時，在水中和鋼中各有一次聚焦作用，設(shè)探頭至楔塊/鋼界面的距離為H，如果聚焦探 頭聲束在鋼中的實際焦點至楔塊/鋼界面的距離為H'。則聚焦探頭所需的在楔塊中的焦距F 為：
(6)
[0064]在圖6所示的平面坐標(biāo)系X0Y中，相控陣探頭通過延時發(fā)射，使得原半徑為R的圓柱 形陣元，形成為曲率半徑為F的凹面新波陣面，可以求得第m號陣元的延時時間
[0066] 式中：R為圓柱形探頭半徑，
[0067] F凹面新波陣面曲率半徑，
[0068] AC為A、C兩點的坐標(biāo)距離，
[0069] 0m為第m號陣元中心和探頭圓心的連線與陣元組中心線之間的夾角。
[0070] 同樣可以求得第m-1號陣元的延時時間
[0072] 0m-i為第m-1號陣元中心和探頭圓心的連線與陣元組中心線之間的夾角
[0073] 以上述計算的延時時間作為各陣元提前激發(fā)時間，形成聚焦法則激發(fā)第-m至m陣 元組，形成在鋼中焦點為M'的聚焦聲束，完成掃描后以同樣的聚焦法則激發(fā)第-(m-1)至m+ 1陣元組，形成在鋼中焦點為A 2'的聚焦聲束，依此類推，直到激發(fā)第_(m+l)至m-1陣元組，從 而完成整個圓周向的電子線掃描。
[0074] 超聲相控陣檢測時，如焊縫中無缺陷，超聲波的入射和反射情況如圖7所示，探頭 發(fā)生的超聲波18經(jīng)楔塊碰到管子內(nèi)壁，形成界面反射波20和透射波19,界面反射波20返回 被探頭接收;透射波19在管子中前行，在管子和管板未焊接處(如管子端部和管子焊縫下部 分)超聲波會碰到管子外壁，形成管子外壁/空氣界面反射波21，此反射波會被探頭接收，因 此在儀器A形顯示上有始波22管子內(nèi)壁反射回波23、管子外壁反射回波24。然而在管子和管 板連接部位，由于焊縫和母材的聲阻抗幾乎相等，超聲波會繼續(xù)前行，不會形成反射回波， 因此在儀器A形顯示上只有始波22和管子內(nèi)壁反射回波23,在焊縫下面的未焊接部位有始 波22、管子內(nèi)壁反射回波23和管子外壁反射回波24顯示，但在焊接部位只有始波22和管子 內(nèi)壁反射回波23顯示。
[0075] 如焊縫中存在缺陷，超聲波的入射和反射情況如圖8所示，未焊接部位的超聲波的 入射和反射與圖7相同，但透射波19碰到缺陷27時會形成缺陷反射波25,此反射波會被探頭 接收，因此在儀器A形顯示上存始波22、管子內(nèi)壁反射回波23和缺陷反射回波26。
[0076]下面以管板厚度為30mm、換熱管規(guī)格為①32 X 3.5、焊縫深度為4mm的換熱器管板 角焊縫檢測，說明本發(fā)明的實施方法：
[0077] 采用8X128高頻、晶片、圓周面陣列超聲相控陣探頭，在圓柱形相控陣探頭軸向均 勻排布8行晶片，在圓柱形相控陣探頭周向360°均勻排布128列晶片，探頭公稱頻率為 10MHz，晶片規(guī)格為0.4X0.4mm，在檢測前制作同規(guī)格的換熱器管板角焊縫缺陷試樣，根據(jù) 試驗確定面陣列超聲相控陣超聲檢測具體工藝參數(shù)，如檢測靈敏度、左右扇形掃查角度、扇 形掃查焦距、電子線掃查主動孔徑、電子線掃查焦距等。檢測時開通面陣列超聲相控陣超聲 檢測儀，按試驗確定的工藝參數(shù)對儀器進(jìn)行設(shè)定，對待檢測的換熱器管板角焊縫管子內(nèi)表 面噴水，使管子內(nèi)表面探頭接觸面保持潤濕狀態(tài)，手持把手5將面陣列探頭1連同柔性楔塊2 伸入管內(nèi)，通過調(diào)整探頭固定裝置6保證面陣列探頭晶片位置對準(zhǔn)管板角焊縫，同時啟動超 聲相控陣儀器的掃描開始，由于軸向采用電子扇形掃描，周向采用電子線形掃查，兩者的掃 描時間極短，會在儀器屏幕上立即呈現(xiàn)完整的掃描圖像。根據(jù)分析軟件可對圖像中的缺陷 進(jìn)行位置測量、缺陷大小測定等。系統(tǒng)記錄位置信息和超聲信息，并根據(jù)需要實時形成A、S、 B、C、3D等多種掃查圖像，掃描完成后對檢測圖像進(jìn)行保存，用適當(dāng)?shù)姆椒▽缚谶M(jìn)行標(biāo)記， 標(biāo)記與檢測圖像記錄應(yīng)有可追溯性，這樣一個完整的焊口便完成檢測，然后再檢測另一個 焊口，直至換熱器管板角焊縫所有需要檢測的焊口完成檢測。
[0078] 本發(fā)明針對換熱器管板角焊縫設(shè)計了專用的相控陣面陣列探頭能快速、精確地實 現(xiàn)換熱器管板角焊縫的超聲檢測，實時形成A、S、B、C、3D等多種掃查圖像，具有廣闊的推廣 應(yīng)用前景。
[0079]最后，需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實施例。顯然，本發(fā)明不限于 以上實施例，還可以有很多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容中直接導(dǎo) 出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種換熱器管板角焊縫超聲波自動檢測方法，按如下步驟進(jìn)行： 1) 將表面安裝著晶片的超聲相控陣面陣列探頭（1)伸入對應(yīng)于角焊縫的換熱管(9)內(nèi)， 并在面陣列探頭與換熱管內(nèi)壁之間襯墊柔性可壓縮模塊(2); 2) 對被檢部位及柔性可壓縮模塊施加作為禪合劑的水； 3) 軸向采用扇形掃描，由面陣列探頭中平行于軸線的8個晶片為一掃描組按照設(shè)定法 則進(jìn)行，沿著面陣列探頭的圓周方向排列著同時進(jìn)行扇形掃描的128個掃描組； 周向采用電子線形掃查，W面陣列探頭中環(huán)繞于圓周方向的128個晶片為一個掃查單 元按照預(yù)定規(guī)則進(jìn)行，沿著面陣列探頭的母線方向排列著同時進(jìn)行電子線形掃查的8個掃 查單元； 超聲波檢測儀對位置信息和超聲信息進(jìn)行處理，實時形成A、S、B、C、3D多種掃查圖像。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器管板角焊縫超聲波自動檢測方法，其特征在于:所述扇 形掃描的方法是： 設(shè)定扇形掃描左右偏轉(zhuǎn)角度和聚焦深度，8個晶片發(fā)生的超聲波聲束相聚在鋼工件內(nèi) 的最左端焦點（15)，然后按設(shè)定的參數(shù)向右沿平行于軸線的方向進(jìn)行扇形掃查（14)，最終 相聚在在最右端焦點（13)，再返回向左沿平行于軸線的方向進(jìn)行扇形掃查，在左右焦點之 間周而復(fù)始地進(jìn)行扇形掃查。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的換熱器管板角焊縫超聲波自動檢測方法，其特征在于:所 述周向采用電子線形掃查的方法是： 1) 按照相鄰連續(xù)排列的8個晶片為一個陣元組，將周向依序連續(xù)編號的128個晶片分為 128陣元組；即1號至8號晶片為第一陣元組，2號至9號晶片為第二陣元組……128號至7號晶 片為第一百二十八陣元組； 2) 每個陣元中，8個晶片發(fā)出的超聲波聲束經(jīng)過柔性可壓縮模塊，再經(jīng)過禪合劑進(jìn)入鋼 工件相聚在焦點； 3) 電子掃射依序從第一陣元組開始，直至第一百二十八陣元組為一個循環(huán)； 后一序號陣元組的激發(fā)掃射時間均較前一序號陣元組的激發(fā)掃射時間提前，提前激發(fā) 時間Tm的計算公式為：式中：R為圓柱形探頭半徑， F為凹面新波陣面曲率半徑； 9m為第m號陣元中屯、和探頭圓屯、的連線與陣元組中屯、線之間的夾角； C2為超聲波在柔性可壓縮模塊中的傳播速度； d為相鄰晶片的距離，m=l、2、3、4、…128。4. 一種換熱器管板角焊縫超聲波自動檢測裝置;包括表面安裝著晶片（10)的超聲相控 陣面陣列探頭（1)、包覆在面陣列探頭外圓周面的柔性可壓縮模塊(2)、用于將面陣列探頭 固定在探測位置的探頭固定裝置(6) W及對面陣列探頭傳遞的信號進(jìn)行處理并形成圖像的 超聲波檢測儀(4)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的換熱器管板角焊縫超聲波自動檢測裝置，其特征在于:所述面 陣列探頭中的晶片排列成化128陣列，其中軸向為8行，周向為128列。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的換熱器管板角焊縫超聲波自動檢測裝置，其特征在于:所述柔 性可壓縮模塊的直徑稍大于換熱管內(nèi)徑，其中插入端一側(cè)為圓錐面過渡，小端圓錐面處直 徑小于換熱管內(nèi)徑，W方便插入換熱管。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的換熱器管板角焊縫超聲波自動檢測裝置，其特征在于:所述柔 性可壓縮模塊材料為聲速與聲阻抗與水接近的軟橡膠。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的換熱器管板角焊縫超聲波自動檢測裝置，其特征在于:該檢測 裝置還裝有把手(5)。
【文檔編號】G01N29/06GK105911145SQ201610398382
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月6日
【發(fā)明人】郭偉燦, 凌張偉, 蔡偉勇, 唐萍, 杜興吉
【申請人】浙江省特種設(shè)備檢驗研究院