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相控阵超声快速描检测系统

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【技术开发单位】中国航空工业集团公司中国飞机强度研究所


【技术简介】相控阵C扫描检测是高一级的声成像检测,可以保证检测结果的可靠性,相控阵仪器的高性能,高效率将逐渐引领声成像检测仪器领域发展,如同医用彩超一样,对产品制造质量,使用中的产品健康状况作出诊断。因为超声相控阵仪器兼有测量和分析的功能,更容易被产品制造者和产品使用者等各个层面所接受和普及。目前国内还没有企业可以生产128晶片的相控阵扫描系统。技术开发单位针对检测仪器的可靠性,电路板卡的建造工艺,正品器件的筛选,接插口的减少、前置放大、程控放大、AD采集、扩展数据区、多路信号处理单元等尽可能在独立板卡上试验,以提高仪器的可靠性,提高抗共模干扰能力与提高抗各通道间干扰的能力。实现了制造完成的板卡的老化处理,提高了仪器使用的可靠性。已研发出工程样机,全面验证了核心技术、工艺和设备,准备进入规模化生产线建设阶段。


【主要技术指标】系统综合指标

(1)扫查宽度:单次扫查宽度102mm;

(2)扫查速度:对20mm厚碳纤维层板结构快速扫查速度不小于200mm/s;

(3)检测分辨率:快速扫查分辨率为2mm,低速扫查分辨率为1mm;

(4)动态聚焦:聚焦深度5mm~30mm;

(5)实时显示:A扫,B扫,C扫组合显示;

(6)测量:损伤尺寸可测量;

(7)数据后处理:检测数据存储,二次处理。


【技术特点】独创的128通道超声相控阵激励脉冲产生系统和装夹128通道超声相控阵探头及定位编码器的扫查装置,实现独立激发128阵元相控阵探头,进而产生相应的检测超声波。技术开发单位拥有相控阵检测技术的自主知识产权。相控阵超声快速C扫描检测系统是基于相控阵原理形成的超声无损检测新技术,相比于常规超声检测具有检测效率高、便携性好和检测精度高等优点,在航空航天复合材料检测、核工业设备裂纹检测、风电设施和油气设备焊缝检测等工业无损检测领域应用广泛,目前国内尚无高精度相控阵检测设备,国外产品成熟但有技术封锁。技术开发单位突破了相控阵传感器技术、高压发射和多通道控制技术、高速采集传输技术和实时成像控制和处理技术等多种关键技术,研发形成相控阵超声快速C扫描检测系统。主要技术指标经复合材料和有机玻璃试验件测试,完全满足检测需求,关键技术、设备稳定性和可靠性得到全面验证,目前正进行一体机系统优化升级积极向产品化转换。相控阵仪器的高性能,高效率将逐渐引领声成像检测仪器领域发展。


【适用范围】适用于各大民用航空公司的飞机机体结构的快速检测,也可在工程机械、高铁、风力发电、钢铁、复合材料及石油化工等领域应用,市场规模在千万元以上。


【专利状态】授权专利2项


【技术状态】批量生产阶段


【合作方式】

(1)投资需求。寻求投资扩大产能,相控阵C扫描系统生产线产能达到50万台/年,资金需求1000万元,实施周期10个月。

(2)合作研发。与电子、支架、探头、机箱及控制系统等上下游厂商及科研院校展开合作,共同开展系统研发或承接结构检测工程。

(3)技术服务。与各民用航空公司、钢铁及复合材料生产厂商、军队航空维护单位建立维护体系,打造材料结构检测快速服务体系。


【预期效益】材料结构检测领域应用,可在工程机械、钢铁、复合材料及石油化工等领域进行应用,市场应用规模大,达产后的规模50台/年和收入2500万元,年效益在千万元以上。