相控陣探傷技術(shù)是通過控制激發(fā)延遲時間,利用波束控制和每個元件所接收的信號波形進(jìn)行計算處理的技術(shù)。2010年以后,F(xiàn)PGA(Field Programmable Gate Array現(xiàn)場可編程門陣列)等特定用途的高速信號處理技術(shù),開始廉價地搭載到陣列探傷裝置中,使高速處理復(fù)雜信號成為可能,其代表實(shí)例即為合成孔徑聚焦技術(shù)。這是一種將應(yīng)用于雷達(dá)領(lǐng)域的接收發(fā)電波信號作為高分辨率圖像進(jìn)行傳輸?shù)倪\(yùn)算技術(shù)。陣列探頭上的元件雖小但指向性廣,一個元件所接收的探傷波形振幅與相位(傳播時間),包含被檢查區(qū)中存在的反射源大小及位置信息。
信號的處理過程是根據(jù)陣列探頭上各元件探測到的,即從多點(diǎn)接收到的大量探傷波形推測出各點(diǎn)數(shù)據(jù)的來源位置,并用在該位置上累計計算的振幅值,再構(gòu)成反射源的亮度圖像。相當(dāng)于把焦點(diǎn)對準(zhǔn)被檢查區(qū)域所有點(diǎn)上的運(yùn)算,將陣列探頭看成是一個大孔徑傳感器,因此,被檢查的全部區(qū)域即能得到波束聚集效果好、空間分辨率高的圖像。
公司針對無縫鋼管上產(chǎn)生的帶狀夾雜缺陷,還開發(fā)出了應(yīng)用上述信號處理方式的帶狀夾雜缺陷定量評價技術(shù)。即在鋼管軸向上進(jìn)行機(jī)械式掃描的同時,對各個位置進(jìn)行合成孔徑聚焦處理,再利用連續(xù)生成的一連串剖面圖像,計算出各剖面圖像的缺陷寬度,根據(jù)由鋼管軸向測量的間距和寬度乘積求出面積,同時還能得到缺陷的平面圖。
此外,公司還開發(fā)出了利用控制信號的延遲時間并使之形成擴(kuò)散波束,接收時采用合成孔徑聚焦處理的鋼棒在線探傷技術(shù)。鋼棒的超聲波探傷一般采用垂直波束進(jìn)行內(nèi)部檢測,外加利用斜角波束進(jìn)行表面及表層檢測。近年來,由于對產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越嚴(yán),因此,必須提高產(chǎn)品缺陷的檢出率。另外,隨著生產(chǎn)效率的提高,必須做到高速檢測。探傷手段從傳統(tǒng)的垂直lch+斜角2ch探頭旋轉(zhuǎn)方式到用電子掃描的相控陣探傷方式,雖然可以滿足利用斜角波束進(jìn)行表面及表層檢測和提高產(chǎn)品缺陷檢出率的條件要求,但要提高檢查速度,就必須縮短電子轉(zhuǎn)換(信號接收發(fā))周期,做到短周期化。但若如此,超聲波探傷中不可回避的物理現(xiàn)象“回聲”問題即成為瓶頸。于是,針對此問題開發(fā)出,采用的是廣角擴(kuò)射波束,僅發(fā)送一次信號,即能令垂直波束和并用的斜角波束覆蓋較廣的范圍,通過合成孔徑聚焦技術(shù)提高信噪比(SN)o這樣,就能通過減少同一橫截面檢查所需要的接收發(fā)次數(shù)實(shí)現(xiàn)高速測。