前言
第1章 概述1
1.1相控陣超聲波檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展1
1.2相控陣超聲波檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)和局限性1
1.2.1優(yōu)點(diǎn)1
1.2.2局限性2
第2章 超聲波檢測(cè)物理基礎(chǔ)3
2.1波的反射3
2.2波的折射3
2.3波的衍射3
2.4偏振3
2.5干涉4
2.6相干波源4
2.7惠更斯原理4
2.8波陣面的形成5
第3章 探頭7
3.1相控陣探頭類(lèi)型8
3.1.1線陣8
3.1.2矩陣9
3.1.3環(huán)陣10
3.1.4 Rho-theta陣列10
3.1.5其他陣列類(lèi)型11
3.2探頭和楔塊的選擇12
3.2.1頻率和帶寬12
3.2.2延遲和楔塊角度12
3.2.3陣列尺寸13
3.2.4楔塊14
3.2.5楔塊上的探頭14
第4章 聲束合成15
4.1聲束偏轉(zhuǎn)和聚焦17
4.2相控陣探頭術(shù)語(yǔ)18
4.2.1激發(fā)孔徑19
4.2.2非主動(dòng)孔徑19
4.2.3有效激發(fā)孔徑19
4.2.4橫向分辨力、角分辨力和軸向分辨力20
4.2.5主瓣22
4.2.6旁瓣22
4.2.7柵瓣22
4.2.8聲束變跡23
4.3延遲計(jì)算24
4.3.1聲束聚焦計(jì)算24
4.3.2聲束偏轉(zhuǎn)計(jì)算25
4.4費(fèi)馬定理27
4.5聚焦法則27
4.6聲場(chǎng)28
4.6.1近場(chǎng)區(qū)29
4.6.2聚焦形狀29
4.6.3焦距30
4.6.4聚焦增益32
4.6.5歸一化焦距33
4.6.6聲束尺寸33
4.6.7焦區(qū)34
4.6.8聲束擴(kuò)散和半擴(kuò)散角37
4.7相控陣聲束特性37
4.7.1矩形探頭計(jì)算38
4.7.2角分辨力計(jì)算40
4.8聲束偏轉(zhuǎn)極限43
4.9靈敏度和信噪比（S/N）45
第5章 相控陣掃描顯示和掃查方式46
5.1聚焦法則設(shè)置46
5.1.1扇掃描46
5.1.2電子（線性）掃描47
5.1.3固定聲束掃描47
5.1.4性能對(duì)比48
5.2掃查方式48
5.2.1柵格掃查48
5.2.2斜向掃查49
5.2.3螺旋掃查49
5.2.4螺線掃查50
5.3編碼掃查方式50
5.3.1往復(fù)掃查51
5.3.2單向掃查51
5.3.3沿線掃查（單軸掃查方式）51
5.4聲束控制組合技術(shù)52
第6章 相控陣超聲波檢測(cè)儀器53
6.1概述53
6.2超聲波采集模式54
6.3發(fā)射器類(lèi)型55
6.4圖像形成55
6.5變跡58
6.6模擬與數(shù)字聲束成形對(duì)比59
6.7相控陣超聲波檢測(cè)儀器進(jìn)展59
6.8設(shè)備硬件基礎(chǔ)60
6.8.1脈沖發(fā)生器和接收器60
6.8.2數(shù)據(jù)采集和自動(dòng)化系統(tǒng)68
6.8.3運(yùn)行（自動(dòng)化和半自動(dòng)化系統(tǒng)）71
6.8.4掃查和數(shù)據(jù)采集75
6.8.5掃查裝置85
6.8.6掃描顯示和掃描裝備86
6.8.7存儲(chǔ)和數(shù)字化89
第7章 相控陣超聲波檢測(cè)系統(tǒng)校準(zhǔn)檢查93
7.1儀器線性校準(zhǔn)93
7.1.1時(shí)基線性（水平線性）94
7.1.2顯示高度線性96
7.1.3幅值控制線性98
7.2陣元有效性的評(píng)定100
7.2.1手工檢查100
7.2.2預(yù)設(shè)程序101
7.3聲束角度和偏移點(diǎn)的確定102
7.4聲束特性104
7.5相控陣聲束偏轉(zhuǎn)極限的確定106
7.6用于系統(tǒng)驗(yàn)證的校準(zhǔn)塊109
第8章 檢測(cè)靈敏度110
8.1用于費(fèi)馬計(jì)算的參數(shù)110
8.1.1聲速的確定112
8.1.2楔塊延遲時(shí)間的確定113
8.1.3衰減的補(bǔ)償114
8.2檢測(cè)靈敏度反射體116
8.2.1內(nèi)部反射體117
8.2.2表面反射體118
8.3對(duì)不定向缺欠的敏感性119
8.4手動(dòng)校準(zhǔn)和自動(dòng)校準(zhǔn)120
8.4.1參考靈敏度DAC曲線的繪制120
8.4.2參考靈敏度TCG曲線的繪制121
第9章 檢測(cè)和結(jié)果評(píng)定123
9.1檢測(cè)技術(shù)123
9.1.1接觸技術(shù)和液浸技術(shù)123
9.1.2手工檢測(cè)和自動(dòng)檢測(cè)123
9.1.3聚焦形式125
9.1.4掃描范圍126
9.2數(shù)據(jù)采集和分析127
9.2.1參數(shù)設(shè)置127
9.2.2文件結(jié)構(gòu)131
9.2.3軟件選項(xiàng)132
9.2.4數(shù)據(jù)分析135
9.3材料加工形式和缺欠類(lèi)型137
9.3.1材料加工形式137
9.3.2缺欠類(lèi)型138
9.4結(jié)果評(píng)定138
9.4.1幾何結(jié)構(gòu)信號(hào)139
9.4.2缺欠顯示140
9.4.3缺欠定性142
9.4.4缺欠定量146
第10章 相控陣超聲波檢測(cè)技術(shù)在軌道交通領(lǐng)域中的應(yīng)用149
10.1車(chē)軸相控陣超聲波檢測(cè)149
10.1.1車(chē)軸149
10.1.2檢測(cè)方法150
10.1.3數(shù)據(jù)分析152
10.2齒輪相控陣超聲波檢測(cè)153
10.3螺栓不解體相控陣導(dǎo)波在役檢測(cè)158
10.3.1螺栓158
10.3.2檢測(cè)部位和缺欠158
10.3.3檢測(cè)方法158
10.3.4數(shù)據(jù)分析159
10.4鋼軌相控陣超聲波檢測(cè)161
10.4.1鋼軌161
10.4.2檢測(cè)部位和缺欠161
10.4.3檢測(cè)方法162
10.4.4數(shù)據(jù)分析165
第11章 相控陣超聲波檢測(cè)技術(shù)的其他應(yīng)用171
11.1奧氏體不銹鋼焊縫相控陣超聲波檢測(cè)171
11.2復(fù)合材料相控陣超聲波檢測(cè)175
11.3相控陣二維成像管道腐蝕檢測(cè)179
第12章 工藝規(guī)程181
12.1范圍181
12.2規(guī)范性引用文件181
12.3術(shù)語(yǔ)及定義182
12.4安全182
12.5人員資質(zhì)182
12.6焊縫標(biāo)識(shí)和零位182
12.7掃查面準(zhǔn)備183
12.8檢測(cè)區(qū)域183
12.9檢測(cè)設(shè)備183
12.10設(shè)備校驗(yàn)184
12.11設(shè)備檢查186
12.12檢測(cè)技術(shù)186
12.13結(jié)果評(píng)定（驗(yàn)收準(zhǔn)則）186
12.14檢測(cè)結(jié)果記錄187
12.15違規(guī)行為187
附錄188
附錄A出射點(diǎn)公式188
附錄B25～44mm板厚對(duì)接焊縫檢測(cè)技術(shù)190
參考文獻(xiàn)193