相控阵超声波车轮缺陷探伤技术研究

超声相控阵技术通过对超声阵列换能器中各阵元进行相位控制，获得灵活可控的合成波束。它具有能进行动态聚焦、可进行成像检测、可检测复杂形状物体、能提高检测灵敏度、分辨力和信噪比等多项优点。本文通过跟踪调研近年来国内外超声探伤领域发展的新动向，分析采用将超声相控阵技术应用于车轮缺陷探伤的方法，针对车轮中的轮辋、轮辐缺陷性质和缺陷分布特点，利用超声相控阵技术中灵活的声束控制和聚焦两大突出优势来简化步骤，解决轮对的实时探伤，提高轮对探伤精度等一系列的问题。并根据标准试块、实物试块、车轮缺陷样板轮、现场动车在线探伤等一系列的实验，参考铁道部有关车轮探伤标准文件，完成车轮在线相控阵超声波探伤的成套解决方案。分析讨论了相控阵超声波车轮缺陷定位和探伤分辨率，提出利用可变孔径聚焦和深度聚焦的方式来优化车轮探伤，在提高探伤质量的同时，也保证了较高的检测效率。