实验报告丨环阵相控阵探头螺栓检测

3.1    使用环阵探头+相控阵线扫的检测结果

先看激发8个晶片的检测结果，其中20mm处螺帽与螺杆交界处的刻槽缺陷检测结果如下。

缺陷深度21.89mm。

80mm处的刻槽缺陷检测结果如下，缺陷位置深度78.89mm。

140mm处的刻槽缺陷检测结果如下，缺陷位置深度138.17mm。

其他条件不变，改变一次激发晶片数量至4个晶片的检测结果如下，较浅的20mm和80mm缺陷较清晰，但140mm处的缺陷信号比较弱。

改变一次激发晶片数量至2个晶片的检测结果如下，此时几乎无法发现140mm处的缺陷信号。

而如果增加一次激发晶片数量至16个晶片的检测结果如下，140mm处的缺陷信号更加清晰，但由于晶片环形排列，16晶片跨越的弧度较大，无法有效形成聚焦，因而信号被拉长放大。这与线阵探头的信号成像规律刚好相反。

如果增加一次激发晶片数量至32个晶片的检测结果如下，此时由于32晶片跨越了一半的晶片宽度，也就是整个半个圆弧的晶片都被激发，此时由于这32个晶片不在一条水平线上直线排列，而是半圆弧型排列，声束无法聚焦，信号变形严重，也几乎无法发现140mm处的缺陷信号。

小结：由上面的线扫检测结果可知，当使用8个晶片进行螺栓检测时可以得到相对更好的检测结果，而使用更少的晶片激发时，由于激发晶片过少，声束穿透能力降低，检测更深的缺陷的能力变弱；而使用更多的晶片激发时，由于激发晶片增加，导致晶片由于不在一条直线上而造成聚焦能力反而降低，信号被拉长放大。

3.2    使用全聚焦的检测结果

使用全聚焦技术同样可以发现这些刻槽缺陷，且深度和位置与实际一致，缺陷信噪比较好。

但由于该试块是不带中心孔的螺栓试块，所以需要考虑如果检测带中心孔的试块可能对全聚焦声束合成造成的影响。

3.3    使用线阵探头扇扫的检测结果

使用线阵探头，并使用扇扫同样可以发现这些缺陷，但如果要发现20mm位置的螺帽与螺杆交界处的刻槽，则需要使用楔块以增大进入螺栓的入射角，且该刻槽缺陷与螺帽的边缘底面信号很接近，比较难分辨。

如果想检测80mm和140mm位置的缺陷，则需要使用不带楔块的方式，以避免由于楔块的固有回波影响检测结果。

下面是80mm和140mm位置缺陷的检测结果，需要强调的是这两个缺陷无法在一个位置被发现，需要旋转探头才能够被发现。