El primer capítulo es la historia del desarrollo y las ventajas de la tecnología de detección ultrasónica en fase.
1.1 La historia del desarrollo de la tecnología de detección por ultrasonidos en fase.
En la década de 1920, el científico soviético S.J. Desde entonces, la investigación sobre la ecografía ha avanzado lentamente debido a diversas razones técnicas. Con el rápido desarrollo de la tecnología electrónica y la tecnología informática, se ha promovido enormemente la investigación y aplicación de las imágenes por ultrasonido. Actualmente, en el campo de las pruebas no destructivas, se han desarrollado o están en estudio los siguientes métodos de imágenes de pruebas ultrasónicas.
1. Exploración de imágenes por ultrasonido: el eco de ultrasonido pulsado (en realidad, un transductor de ultrasonido convierte la forma de onda del eco de ultrasonido en una señal eléctrica) se puede mostrar en la pantalla a través de diferentes métodos de visualización, incluido el tipo A, B. , Exploraciones C, P y F.
2. Holografía ultrasónica: Basado en el principio de reconstrucción del frente de onda, es decir, el patrón (holograma) formado por la interferencia de la onda del objeto y la onda de referencia, y luego se obtiene la imagen del objeto. a través del proceso de reconstrucción de integración de difracción inversa. Las primeras holografías por ultrasonido imitaban el principio de la holografía óptica y utilizaban imágenes de superficies líquidas. Actualmente, el método más activo en la investigación de la holografía acústica es la holografía acústica de escaneo, que se puede dividir aproximadamente en holografía acústica de escaneo con rayo láser y holografía acústica reproducida por computadora.
3. Microscopio ultrasónico (Microscopio ultrasónico): Sistema y tecnología que utiliza ondas sonoras para realizar la detección mediante imágenes de alta resolución de discontinuidades acústicas (como defectos, propiedades mecánicas o cambios microestructurales) en el interior de los objetos. El principio es irradiar la muestra con ondas ultrasónicas de alta frecuencia (frecuencia operativa de hasta 2 GHz) para formar la distribución de los parámetros acústicos microscópicos de la muestra y obtener imágenes de alta resolución de las estructuras superficiales y cercanas a la superficie del objeto medido.
4. TC por ultrasonido: la tomografía computarizada es una tecnología de imágenes por ultrasonido desarrollada a partir de la TC de rayos X. Utiliza un haz de ondas ultrasónicas para iluminar el objeto en diferentes ángulos de acimut en secuencia, mientras detecta las ondas dispersas del objetivo en el objeto (es decir, proyección), y luego calcula la imagen reconstruida del objetivo a través de la proyección. Actualmente, existen dos tipos principales de TC ultrasónica: el tipo de transmisión y el tipo de reflexión. Existen dos teorías para la reconstrucción de imágenes, a saber, la teoría de rayos y la teoría de la difracción.
5.Tecnología de imágenes por ultrasonido ALOK (amplitud y Lauf zeit orts kurven), es decir, tecnología de curva de posición-tiempo de propagación de amplitud. Usando la curva de amplitud-propagación tiempo-posición, a través del método de compensación del tiempo de propagación y superposición de señal, la información del eco del defecto se identifica a partir de la señal de devolución de llamada y la señal de ruido se elimina, dando una imagen del defecto mostrada en modo B.
6. Tecnología de tiempo de difracción (TOFD): una tecnología que se basa en las ondas de difracción generadas por la interacción entre las ondas ultrasónicas y el extremo defectuoso para detectar y detectar defectos cuantitativamente. Puede proporcionar una visualización de escaneo A. , Visualización de escaneo D y escaneo B. Escaneo de visualización de imágenes en escala de grises.
7. Tecnología de enfoque de apertura sintética (SAFT): una tecnología de detección ultrasónica que utiliza transductores de apertura pequeña y frecuencias operativas bajas para obtener una alta resolución espacial. Puede funcionar en el campo cercano y lograr imágenes tridimensionales.
8. Imagen ultrasónica de matriz en fase: controlando el retardo de tiempo del pulso de excitación (o recepción) de cada elemento de la matriz en el transductor de matriz, se determina la llegada (u origen) de las ondas sonoras emitidas (o recibidas). ) por cada elemento de la matriz cambia. ) la relación de fase en un cierto punto del objeto, logrando así cambios en el enfoque y la orientación del haz, completando así la síntesis del haz de matriz en fase y formando una línea de exploración de imágenes. Puede realizar imágenes de escaneo tipo A, tipo B, tipo C, tipo P y 3D.
Hasta ahora, la tecnología de matriz en fase ultrasónica tiene una historia de desarrollo de casi 20 años. Inicialmente se utilizó principalmente en el campo médico.
En las imágenes por ultrasonido médico (Figura 1-1), se utiliza un transductor de matriz en fase para mover rápidamente el haz de sonido para obtener imágenes de los órganos que se examinan (Figura 1-2), mientras que el ultrasonido de alta potencia utiliza sus características de enfoque controlables para obtener imágenes de los tumores. Realice un tratamiento de calentamiento local para calentar el tejido objetivo y reducir la absorción de energía en el tejido no objetivo. Primero, la complejidad del sistema, la complejidad de la propagación de ondas en sólidos y el alto costo limitan su aplicación en ensayos industriales no destructivos. Sin embargo, con el rápido desarrollo de la tecnología electrónica y la tecnología informática, la tecnología de matriz en fase ultrasónica se utiliza gradualmente en pruebas industriales no destructivas.
Figura 1-1 Equipo médico de matriz en fase Figura 1-2 Inspección de órganos
En los últimos años, la tecnología de matriz en fase ultrasónica ha recibido cada vez más atención debido a su deflexión flexible del haz y su rendimiento de enfoque. Cuanta más atención. Debido a la aplicación integral de materiales compuestos piezoeléctricos, señales de pulso de nanosegundos controlables, procesamiento y análisis de datos, tecnología de software y simulación por computadora en el campo de la obtención de imágenes ultrasónicas en fase, la tecnología de detección ultrasónica en fase se ha desarrollado rápidamente y se ha aplicado gradualmente a industrias no industriales. -ensayos destructivos.
En términos de instrumentos y equipos de detección de imágenes por ultrasonidos en fase, los países extranjeros están comprometidos con el desarrollo de sistemas y equipos de detección en fase, como SONOTRON NDT Company de Israel, R/D TECH Company de Canadá, Estados Unidos La empresa estadounidense GE y la empresa japonesa OLYMPUS, la empresa británica SONATEST, la empresa británica de diseño técnico, etc. , y desarrollado con éxito en el campo de las pruebas no destructivas en diversas industrias.
Solicitud de empleo. Al mismo tiempo, muchas empresas nacionales están investigando equipos de prueba de matriz en fase ultrasónica, como Guangzhou Duopu Electronic Technology Co., Ltd., Shantou Ultrasonic Research Institute, Wuhan Zhongke Innovation Technology Co., Ltd., etc. puesto en producción y promocionado en el mercado.
1.2 Ventajas de la prueba ultrasónica en fase
En comparación con otros métodos de prueba no destructivos, la prueba ultrasónica en fase tiene las siguientes ventajas:
1) Uso de dispositivos electrónicos El método controla el enfoque y escaneo del haz de sonido, duplicando la velocidad de detección;
①La dirección del haz ultrasónico se puede cambiar libremente;
②El enfoque se puede ajustar e incluso dinámicamente enfocado;
③Cuando la sonda está fija, se puede realizar un escaneo de sector ultrasónico o un escaneo de línea;