一、 成像原理 (1)   DR 是一种X 线直接转换技术，它使用平板探测器接收 X 光，平板探测器有CCD ，非晶硅，非晶硒等种类，有探测器上覆盖的晶体电路把 X 线光子直接转换成数字化电流。 (2)   CR 是一种X 线的间接转换技术，它利用图像板作为 X 光检测器，图像板受到 X 线照射后立即发出荧光，在这个过程中 X 线的能量损失近一半，并以潜像的形式储存空间图像中残留的 X 线强度变化。潜像信号随着时间衰减。扫描仪扫描图像板时，潜像信号经激光转化为可见光，通过光电系统送到计算机成像。 (3) X射线胶片成像技术是X光照射到胶片的乳剂层，乳剂层内的卤化银晶体发生化学反应，并与邻近也受到X光照射的卤化银晶体相互聚结起来，沉积在胶片上，留下影像。乳剂层接受到的光量愈多，就有更多的晶体聚结在一起，光量愈少，晶体的变化和聚结也愈少。没有光落到的乳剂上也就没有晶体的变化和聚结。由此得到不同的影像。   二、 图像质量   (1) 图像分辨率 • CR 系统由于自身的结构，在受到X 线照射时，图像板中的磷粒子使 X 线存在着散射，引起潜像模糊，更严重的是在读出影像的过程中，扫描仪的激发光，在穿透图像板的深部时产生散射，沿着路径形成受激荧光，使图像模糊，降低了图像的分辨率。 • DR 系统不存在光学模糊，其清晰度主要由像素尺寸决定。空间分辨率高，动态可调范围宽，有丰富的图像后处理功能，从而可以获得满意的诊断效果。 • DR 系统不存在光学模糊，其清晰度主要由像素尺寸决定。空间分辨率高，动态可调范围宽，有丰富的图像后处理功能，从而可以获得满意的诊断效果。• 胶片成像 高质量的胶片中碘化银颗粒大小可以达到十几微米甚至更小，因此胶片可以达到非常高的分辨率。       (2) 曝光宽容度  相对于X射线胶片成像技术， CR 和 DR 由于采用了数字技术，动态范围广，都有很宽的宽容度，但 DR 系统允许照相中的技术误差，即使在一些条件难以掌握的场合也能获得很好的图像。   (3) 噪声 在 CR 系统中存在许多噪声源，包括图像扳的结构噪声，在转换和检测 X 线光子中引入的波动，激光功率漂移，激光束位置的漂移，激光束激光图像扳发出的几率波动以及电子链中的噪声等。  DR 系统中的噪声主要是结构噪声，但由于 DR 在直接获得图像前，能自动对探测器阵列进行恢复，因此，大大的减低了结构噪声，相比之下， DR 的信噪比比 CR 高得多。   三、 曝光剂量  DR 系统能直接获取数字图像数据，而CR 系统是利用残留的潜像来生成图像，并且随着时间的推移，信号存在衰减，因此，相对于 DR 和X射线胶片成像技术， CR 的 X 线量子转换率（ DQE ）比较低，曝光剂量要求高。   四、 工作流程对比 （1）CR 系统产生一幅图像需要先把 IP 板曝光，再拿到扫描仪读出，整个过程需要多个步骤，时间较长。 （2）DR 系统中，在曝光结束后 40 秒内即可得到图像，而且探测器可以固定在设备内，技术人员无需移动探测器，减轻了劳动强度，节省了时间，提高了工作效率。 （3）胶片成像的影像形成有三个阶段：显影→定影→可见影像形成，可以通过人工手洗完成，也可以通过胶片洗片机完成。   五、 网络集成  CR 和 DR 系统，获取的都是数字图像，都能联网。但 DR 是直接转换技术，集成的 DICOM3.0 标准协议使 DR 的网络集成特性更强。DR 技术对常规投照式 X 线影像产生了革命性的改变，许多方面都优于 CR 和X射线胶片成像技术。   六、 图像存储  传统胶片保存、管理、查询需要花费大量的人力、物力及时间,另外胶片会随保存时间的增加而逐渐变质,使影像质量下降。CR和DR数字图像,可利用计算机的海量存储,以数字化的电子方式进行管理,将不再需要庞大而难于保管的底片库。   七、 缺陷判断  胶片成像技术的评片依赖于评片人员，这种方法简单，但是劳动强度大、主观性强、一致性差。目前绝大数焊缝缺陷检查，包括胶片成像和数字成像皆采用人工判断，使用与一般性缺陷检测的自动识别技术还不够成熟。但在PCB板、铝轮毂、锂电池等行业，缺陷自动判断系统提高了产品的一致性和质量保障。   八、 设备成本  对于大型企业来说，在购进数字成像系统时费用较高，但在两年甚至一年时间内节省胶片的费用和数字成像系统相当，从长远看来，采用数字成像成本远低于胶片成本。   九、 环保  CR和DR都消除了胶片冲洗中工业重金属的污染与有害废水的产生,有利于环境保护。

背景      超声相控阵技术起源于医疗的超声检测，二十世纪七十年代初期，**出现用于医疗诊断的商业相控阵系统；二十一世纪的初期出现了用于工业领域的便携式、电池供电的相控阵仪器。      工业相控阵超声成像技术采用了全新的发射与接收超声波的方法，通过控制换能器阵列中各阵元的激发时间和激发次序，从而改变由各阵元发射（或接收）声波到达（或来自）物体内某点时的相位关系，实现聚焦点和声束方位的变化，完成声成像的技术。       由惠更斯原理可知，任何超声波的波阵面可以看成若干个子波源各自发射相干超声波的合成。反之亦然，整齐排列的微小换能器（阵列探头）发射的相干超声波能形成特定的波束和波阵面。而通过控制器使激励阵列探头各晶片的电脉冲按一定规律(聚焦法则)延时，就能使超声波束的形状和传播方向随延时规律的变化而发生改变。 检测方法与设备 ①方法：工业相控阵超声成像技术作为一种新颖、高效、科技感十足的一种超声检测手段，与我们一直常规使用的A超会有那些不同呢，下面我们来对比的看一下表中所述： 总结:从上表对比情况不难看出，相控阵技术相对于常规超声检测技术的优势： 1)检测速度快，由于探头中的阵列探头是通过电子的方法进行延迟激励，所以其在进行线形扫查时比常规手动及机械扫查要快得多； 2)使用灵活，相控阵探头可以随意控制聚焦深度、偏转角度、波束宽度、实现纵波检测、横波检测及斜伤检测； 3)检测中不需要进行锯齿等多维扫查，仅需要一维扫查即可对焊缝进行全面检测，检测效率高； 4)检测中不需要根据检测对象情况不停更换角度，一个探头实现几十个探头角度甚至几百个探头角度的扫查，检测能力大大提高； 5)能够实现B/C/D/S等多种成像，缺陷判断更加直观明了； 6)能够实现动态（几首被动）聚焦，极大提高对细小缺陷的发现能力，检测误差小于0.1mm；   ②设备：CTS-PA22A相控阵超声检测仪是汕头超声新研制的便携式相控检测仪器；仪器采用防水、防油面板，无风扇设计，可触屏操作，实现检测数据全程记录,是国产先进的智能化相控阵超声检测设备。 应用领域包括钢结构、电站锅炉、压力容器、输送管道、核电、船舶、油罐、储罐、乙烯管道等常规或特殊焊缝的检测；航空航天铝合金搅拌摩擦焊接头及复合材料粘结结构彻底检测；电力行业叶根、叶片、螺栓等的检测；以及移动空间受限的工件的检测及其他常规超声检测的场合。 特点 1-相控阵检测功能、双通道常规超声检测功能，  2-具有3D工艺仿真模型，可为用户定制专属检测工艺，一站式提供全套解决方案。 3-具有图像平滑处理功能，提供优质图像显示。 4-具有动态深度聚焦功能，不同深度的缺陷均能达到很好的检测分辨力。 5-无需风扇散热，采用全密封防水防尘设计及自然散热模式，适合各种恶劣检测环境。 6-2.5ns 的延时精度，提高相位延时的精度，能够显著地抑制旁瓣，提高声束的纵向和横向分辨率，改善成像清晰度。 7-常规A扫，相控阵线扫、扇扫、C扫实时快速成像，连续数据记录采用编码器，100%原始数据采集。 8-支持ASME标准规定的ACG和TCG曲线补偿功能，解决扇形扫查时能量分布不均匀及测量误差等问题。 9-聚焦法则根据声束角度、焦距、扫查模式、探头及楔块参数自动计算快速生成，扇形扫查角度步进自动优化。 10-滤波器0.5-9.7MHz、4.0-12.5MHz、6.7-20.8MHz三档可选，脉冲宽度根据探头频率自动优化，凸显优良的噪声处理技术。 11-8.4寸工业级、全WVGA分辨率（800×600）TFT显示屏，提供触屏操作，室外或强光线下提供极佳的显示效果。 12-键盘按键人性化设计，适合左右手同时操控，一键飞梭同时设置各个参数。 13-USB接口，实现数据快速转存；HDMI视频接口实现检测屏幕无限扩大。 14-电源供电交直流两用，可同时使用两块锂电池供电，供电时仪器根据电量可自动切换电池，确保仪器工作6小时以上。   性能指标： （详见产品彩页）                                         检测前的准备 a．工件：根据现场实际测量：尺寸大致是2500mm×100mm×135mm，材质为模具钢；注意检测前需保证外观检验合格且表面粗糙度不得小于25.4μm；如图1、2所示： （图一、二） b.仪器：汕超CTS-PA22A相控阵检测仪。图3 c.探头1：2.5L64-1.5×10线阵相控阵探头（探头频率2.5MHz，晶片数目64个，晶片间距1.5mm。图4 探头2：5L64-1.5×10线阵相控阵探头（探头频率5MHz，晶片数目64个，晶片间距1.5mm。 d.楔块：SC53-N0L-20（可加装） e.模具钢的检测验收标准执行NB/T47013.3-2015 （图三、四） 检测   4.1检测方法 由于被检对象为模具钢且近135mm厚，故选择低频纵波零度线性扫查进行检测（低频以及纵波相对于高频和横波抗衰减能力更强）。工件宽度大致在100mm左右，可以设置8个晶片为一组的线性扫查，这样一次有效覆盖声束大致为84mm，两次可以全覆盖工件所要检测区域。 为了更好的准确记录工件缺陷位置，可以同时使用扫查器进行检测，使相控阵探头与工件表面紧密结合，确保耦合效果，又提高了检测效率。 4.2 工艺模拟 利用仪器本身具有3D工艺仿真模型进行工艺模拟，当采用2.5L64-1.5×10相控阵探头进行纵波零度线性扫查时，如下图5所示： （图五） 另外，为了保护探头的使用寿命，可以配合楔块来进行纵波零度线性扫查检测，探头摆放方式如图6 （图六） 4.3检测结果 检测到的缺陷图示： 4.4检测结果分析： 从三张图片中可以清晰的看出模具钢内部缺陷的形状和位置信息；使用测量功能键对具体位置缺陷逐一进行深度分析时，可以从显示面板上直接得到该处缺陷的长、宽、高以及距离检测面的深度和位置，为后续的分析缺陷性质、评判缺陷等级提供强有力的技术支持。   结论   CTS-PA22A相控阵超声检测仪内置【线性C扫】功能模块，具有3D工艺仿真模型，仪器工作在A扫、线扫和C扫同时显示界面，很容易辨别出缺陷。  CTS-PA22A相控阵设备满足模具钢的检测，并与现场常规超声波探伤仪进行比较，CTS-PA22A相控阵设备可提供更高效的检测速率；以及更准确直观的缺陷尺寸、位置信息，从而可对缺陷进行精准评级选出合格产品，满足生产需求。  

1. 背景 高密度聚乙烯（PE）管道具有自重轻，卫生安全，水流阻力小，节省能源，节省金属，改善生活环境，使用寿命长，安全方便等特点，受到管道工程界的青睐。近些年，在我国宏观经济快速发展的拉动下，我国塑料管道在化工建材大发展的背景下经历着高速发展。2010年全国塑料管道产量超过800万吨，塑料管道在多个领域相对传统金属管、混凝土管都具备较多优势，因此获得了较多地区的推荐使用。 由于塑料管本身的特点已广泛的用于工业领域，又由于粘接连接方法的缺点，比如强度低，而PE材质，粘接性较差，而熔接则克服了粘接和螺纹连接的缺点，达到的强度均高于塑料管本身的强度和可靠的严密性。   电熔连接工艺：电熔连接是用专用埋入电热丝的管件，接通电源后，电热丝产生能使管件内壁和管道表面熔化而连接的一种先进方法。 热熔连接工艺：热熔连接是借助加热板、加热棒、加热套等专用加热元件产生热能完成塑料管道、管件的对接，承插式连接和马鞍形连接（支管）的先进的塑料焊工艺。焊接质量高、速度快。可以进行手动、半自动、自动焊接。   2. 检测方法及设备   现有的可用的超声检测方法包括TOFD和PAUT两种，两种技术都需要使用专有的注水楔块进行局部水耦合。     3. 检测结果   3.1 电熔焊焊缝   对于电熔焊的塑料管，可以将相控阵探头置于管件外壁，这样可以看到管件内部的电阻丝的位置和形貌，如果出现电阻丝信号以外的其他信号，可认为是为融合类缺陷。 检测结果如下，可以清晰看到电阻丝的信号。 不同聚焦深度对检测结果的影响如下，可见PE管检测中，聚焦深度的微小差异，信号差异较大，因而在工艺设计中，聚焦深度成为设置的关键。 实际PE管的检测结果如下：   3.2 热熔焊检测结果   使用相控阵技术对热熔焊缝进行检测，在PE管端横向制作平底孔，以模拟热熔焊缝的未融合类缺陷。 使用相控阵扇形扫查得到的检测结果如下所示，可以看到不同尺寸和不同位置的所有缺陷。 下图为相控阵检测热熔焊管中的检测结果，可见明显的根部未融合缺陷，由于PE管焊接是无坡口的对接焊缝，所以未熔合的缺陷信号显示为垂直方向的显示。 下图为相控阵检测结果，可见明显的缺陷信号，且信号在深度B扫描图像中的显示为深度方向贯穿的，且长度很短。 下图为TOFD检测热熔焊管中的检测结果，可在TOFD图像中看到明显的缺陷信号，而且该信号可见明显的上端点信号（与直通波相位相反），并对底波产生明显扰动，判断为地面开口型未熔合。 下图为TOFD检测热熔焊管中的检测结果，由下图可见根部一个明显的缺陷信号底波为扰动，同时上表面的直通波也受到扰动，扫查方向长度很短，判断该缺陷为一个贯穿孔类的缺陷。 使用TOFD检测技术对热熔焊管进行检测，下面是上下表面刻槽和中间钻孔的TOFD图像，由图中清晰可见焊缝内部不同部位的缺陷信号，而且塑料内部的材质噪音较低，信噪比较高。 下面是焊缝内部含了三种不同夹渣的检测结果。   4. 结论   使用超声相控阵技术可以检测电熔焊焊缝的未融合类缺陷，并可清晰显示出电阻丝的信号及底波信号。使用TOFD结合相控阵技术可以检测热熔焊焊缝的未融合类缺陷，尤其是TOFD对垂直方向的未融合类缺陷的检出能力很强；   在当今时代国内外技术此起彼伏，技术创新层出不穷，像PE管检测、透过保温层检测钢管的腐蚀检测、复合材料及玻璃钢的检测、螺栓应力及内部缺陷检测等等都已经有成熟的技术可以达到检测的预期效果了；我们戈昱科技（上海）有限公司，致力于潮流前沿，深挖细究国外新技术并结合国内的技术特点、业主的使用需求，可以针对性的做出检测方案提供到用户，可以满足不同客户的不同需求，因为专业所以守信，我们会一直带着一颗虔诚的心服务于大众回馈于社会。     我们的口号是：让生命有质量，让世界有品质！！！

1.系统介绍        CTS-PA322T是我司自主研发的一款新型64通道全并行的相控阵全聚焦(TFM)实时超声成像检测系统。系统实时采集材料内部的全矩阵(FMC)数据，并利用基于信号处理芯片的高速硬件成像技术，实现对金属以及非金属材料的高精度实时相控阵2D/3D全聚焦(TFM)成像检测。首创工业相控阵RF 射频元数据平台，可直接对完整的原始数据进行计算机处理。系统采用3D成像方式检测螺栓或销钉，图形可旋转观察，缺陷识别简单，检测速度快，平均一根螺栓检测时间2秒，检测结果可靠、伤损容易观察。操作人员专业技术可以不需掌握，按规定方式打开仪器、连接探头，只需1天的操作培训，即可掌握探伤方法。 2.    螺栓检测功能特点： l  仪器可实现螺栓完全在役检测（即在未拆除螺栓状态下检测），可直接根据图像判断螺栓是否发生断裂或产生裂纹； l  检测仪可适用于检测风机整体不同规格型号螺栓（包括塔筒螺栓、偏航螺栓、主轴与轮毂连接螺栓、叶片内、外圈变桨螺栓等）高强度螺栓规格型号为M20至M56，螺栓**长尺寸为1000mm、螺栓类型包括外六角螺栓、内六角螺栓、双头螺柱； l  检测仪校准界面流程简单，具备声速、零点、TCG等校准功能、增益功能； l  检测仪操作简单、成像结果直观。可直接输入螺栓规格，实时完成螺栓的3D成像。并可对3维图进行旋转平移查看缺陷。并提供检测螺栓的主视图、侧视图、截面图。不同视图可显示出螺栓缺陷位置、尺寸大小、缺陷程度等螺栓缺陷信息； 3.    系统功能特点： l  依据全聚焦(TFM)重构算法模型，利用基于FPGA运算的高速硬件成像技术，实时地计算出全聚焦(TFM)图像结果，图像刷新率**高可达50帧/s。 l  具有64个全并行的相控阵硬件通道，可实时采集多达64*64条A型波的原始全矩阵(FMC)数据，数据**大采集深度可达2m。 l  支持铁路钢轨焊缝、机务车辆轮辋、轮轴等大型工件的实时大范围全聚焦(TFM)成像检测。 l  支持飞机蒙皮复合材料薄板工件的高精度实时全聚焦(TFM)成像检测。 l  针对不同检测应用场合，内置了多个全聚焦(TFM)成像检测模块，只需要在工艺设计界面输入探头、楔块、工件等参数，即可方便地进入全聚焦(TFM)检测主界面进行检测。 l  可根据用户在实际检测应用中具体需求的变化，定制开发专用的全聚焦(TFM)检测模块。 l  3D纵波全聚焦(TFM)模块，基于二维面阵探头，采用一次反射纵波全聚焦(TFM)的模式，3D图像化检测材料内部一次直接反射类型的缺陷，例如，通孔、气泡、夹渣等。 l  多层材料纵波全聚焦(TFM)模块，采用一次反射纵波全聚焦(TFM)的模式，检测多层分层材料的未粘合以及粘合状况不佳的情况，也可以用来检测每一层材料内部的一次直接反射类型的缺陷，例如，通孔、气泡、夹渣等。 l  采用原始全矩阵(FMC)的对角线数据可以实现被检材料的合成孔径SAFT成像。 l  基于全矩阵数据(FMC)的SAFT成像技术原理，可以实现基于SAFT技术的快速C扫描成像。 4. 系统性能指标： 脉冲 发生器 发射电压 双极性方波，45 V ～ 100 V可调，步进1V、10 V 脉冲宽度: 10 ～ 600 ns，步进1ns、10 ns 接收器 带宽: 0.5 ～15MHz 增益范围: 0 ～ 55 dB，步进1dB 、10dB 滤波器: 低、中、高3档 数据处理 数字化率: 62.5 MHz，10 bit 输入阻抗: 50Ω 嵌入处理器: 大型FPGA嵌入，大数据的实时硬件运算处理 聚焦法则: 65536个法则 接收延迟: 0～40 μs，精度2.5ns 系统 通道配置: 全并行64*64 功耗: 约50 W 运行平台: Windows7系统以上 数据传输: 100M/1000M 以太网 尺寸: 410×120×280mm 重量: 11Kg含电池 输入输出 电脑配置 USB 3.0接口4个 HDMI高清视频接口1个 LAN千兆网口2个 Rs232串口调试口1个 VGA视频信号接口1个 相控阵主机配置 I-PEX相控阵探头接口1个 LAN千兆网口1个 I/O输出口1个 USB 2.0接口2个 ENCONDER编码器接口1个    5. 技术原理        基于全矩阵数据采集(Full Matrix Capture, FMC)的相控阵全聚焦(Total Focusing Method, TFM)超声成像检测技术，因其具有缺陷成像分辨力高、算法灵活等优点成为近几年相控阵超声成像检测领域的研究热点。当前，国内外相关技术研究人员对于全聚焦成像技术的研究主要集中于使用一维线阵实现二维的全聚焦成像。      CTS-PA322T系统基于二维面阵探头实时采集三维空间信息数据，并利用芯片的高速并行运算能力，实现了硬件的实时3D全聚焦成像。检测成像结果非常直观，能够真实还原工件整体内部结构，从而达到所见即所探的检测效果。 6. 螺栓检测实际应用        由于CTS-PA322T系统基于二维面阵探头从不同角度实时采集空间三维信息，实时进行硬件的空间三维全聚焦，因此这种成像模式非常适合螺栓、销钉等工件的实时成像检测。依据螺栓不同尺寸，我们可以采用不同尺寸面阵探头并结合不同材料声阻抗匹配延时块，能够实现各种大小螺栓的有效实时3D检测。 l  风电螺栓检测：   1）各类型螺栓人工刻槽： 2）自然缺陷螺栓： 上图5根螺栓为某风场检测的5根带自然缺陷（断裂及裂纹）的叶片内圈变桨螺栓及其检测结果图。   l  其他螺栓检测：     1）铜质螺栓——人工缺陷 螺栓材质为黄铜，长度18mm，直径6mm。其中一个有1mm深人工线切割裂纹，另一个没有裂纹。   2）高强度合金钢螺栓——人工缺陷 螺栓材质为12.9级高强度合金钢，长度100mm，直径30mm。在深度为50mm、80mm周向间隔120°的螺纹底部分别加工了2个2mm深人工线切割裂纹。   3）平衡轮连接销钉——人工缺陷   4）下锚支架连接销钉——人工缺陷   5）平衡轮销轴——人工缺陷   6）下锚支架连接销钉——无缺陷   7）平衡轮销轴——无缺陷   8）平衡轮连接销钉1——无缺陷   9）平衡轮连接销钉6——自然缺陷   10）平衡轮连接销钉2——自然缺陷   11）平衡轮连接销钉3——自然缺陷   13）平衡轮连接销钉4——自然缺陷   14）平衡轮连接销钉5——自然缺陷   16）起重机回转机构高强螺栓——人工缺陷   螺栓长度400mm，直径50mm。在深度为300mm、320mm、340mm周向间隔120°的螺纹底部分别加工了3个2mm深人工线切割裂纹。  

热处理的很多产品缺陷是无法用肉眼观察到的，那么我们就需要借助超声波探伤这样一种检测手段，这也是咱们热处理人学习本文的必要性。     探伤是指探测金属材料或部件内部的裂纹或缺陷。一般用磁性、射线、超声波等仪器装置。     常用的探伤方法有X光射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤、γ射线探伤等方法。   一、声学基础知识 1.纵波 2.横波 3.表面波 4.板波 5.垂直入射界面 6.斜入射界面 二、超声波的产生与接收 三、直探头结构   四、超声场 五、接触法探伤 六、带延迟块的直探头 七、双晶探头 八、斜探头 九、探伤原理 1.穿透法 2.反射法 不同缺陷的反射 3.串列式探伤 十、探伤原理 数字探伤仪 显示方式 A-扫描图 B-扫描图 C-扫描图 十一、探伤方法 1.不规则裂纹 2.入射方向选择 3.动态波形 4.检测频率的影响 5.基线调整 6.AVG曲线 7.DAC曲线 8.缺陷大小 十二、影响波高因素 1.散射 2.吸收 3.重复回波 4.变型波 5.附加波 十三、探伤应用 1.测厚 2.焊缝探伤 焊缝纵向缺陷探伤 探头移动范围 焊缝横向缺陷探伤