超聲相控陣小角度縱波對軸身探傷設備

對火車軸身部位缺陷的超聲波檢測，傳統的方法是采用零度縱波直探頭探傷法，這種方法基于聲束擴散角弱聲壓對軸身大裂紋進行檢測，因車軸端面存在螺紋孔很容易造成探傷盲區，另外擴散角回波多且雜亂，儀器顯示難辨真假缺陷，有時不得不人為地抑制某些回波，這樣也極易造成漏探或誤報傷。雖然利用小角度縱波探傷法可以克服上述某些缺陷，由于單個晶片的主聲束中心線只能對準軸身的某一個部位不可變動，只不過以小角度主聲束代替直探頭的擴散角，能夠使原狀態得以改善而已。但并不能使整個軸身得到主聲束中心的眷顧，所以還存在很大的改善空間。相控陣技術，是目前世界上最先進的檢測技術之一，廣泛應用于了軍、民高端探測領域。

超聲相控陣小角度縱波對軸身進行探傷的方法，其特征在于：具有多陣元壓電晶片核心元器件的相控陣探頭，定位于車軸中心孔及車軸端面上，并使多陣元晶片的位置處于車軸端面中心孔邊沿與螺紋孔邊沿之間的環形平面內，相匹配的相控陣探傷儀對陣元信號進行延時而形成電子偏轉，利用波的相位可控來影響波陣面，扇形掃描和組合掃描能夠達到疊加增強、深度聚焦以及反相位抵消的效果。主聲束可覆蓋整條車軸的軸身。

超聲相控陣小角度縱波對軸身進行探傷的方法，對軸身掃描的可拓展性，使得車軸探傷的相控陣縱波折射角可從下限零度角開始至上限臨界角。

超聲相控陣小角度縱波對軸身進行探傷的裝置，將環形壓電晶片組裝在相控陣探頭當中并設置于車軸端面中心孔的邊沿與螺紋孔的邊沿之間的環形平面內，相控陣探頭中，壓電晶片分割成16陣元，與其配套的有多導體同軸電纜引線與金屬鍍層，還設有匹配層和背襯用于聲阻抗匹配和聲吸收，并安裝于套筒殼體之中。

超聲相控陣小角度縱波對軸身進行探傷的裝置，探頭的晶片有多少陣元就相當于有多少個傳統晶片，通過對其陣元信號延時補償、波的疊加同相位增強、反相位抵銷等手段，一個探頭可對多個目標進行掃描偏轉和聚焦，給電子系統提供準確的成像信息，不僅直觀性大增，檢出率也大大提高，誤報率大大降低，特別，由于僅僅在車軸端面就能夠對全軸進行檢測，這給在線檢測提供了極大的可能。每年節約成本將以數十億元計。