pa相控阵检测培训课件
相控阵原理 ppt课件
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3 相控阵探头
相控阵技术
武汉中科创新技术股份有限公司
10mm
0.1 0.2 0.3 0.4mm 缺陷自身高度
缺陷之间的距离 = 10 mm
右图可以看出相控阵图像的缺陷大小依 次增大，说明相控阵技术的分辨率高。
中国数字超声，始于中科院，一九八八！
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3 相控阵探头
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常规探头
中国数字超声，始于中科院，一九八八！
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1 技术背景
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研究历史
• 现在逐渐被用于工业检测中，用于航空航天、石油化工、船舶、输油管 道、锅炉压力容器、钢结构及异型对接焊缝等动态图像化检测。
B超
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1 技术背景
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国内外研究现状 ——超声相控阵
中国数字超声，始于中科院，一九八八！
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2 超声相控阵检测原理
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相控阵技术的优点
相控阵技术相对于X线检测技术优势：
１）耗材成本小，使用成本低； ２）检测结果更全面，各维数据显示全面，判性信息更加齐全； ３）超声检测更加环保，现场使用更加方便； ４）现场操作简单，扫查速度快，检测效率高。
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3 相控阵探头
相控阵技术
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常量
使用相控阵仪器和探头声束角度可以被改变. 单个探头就可以覆盖全部焊缝检测区域
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3 相控阵探头
相控阵技术
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2 1
相控阵培训教材(第四版)-2024鲜版
22
典型应用场景案例剖析
01
空中交通管制
相控阵雷达可以实现对空中目 标的实时探测和跟踪，为空中 交通管制提供准确的目标信息。
02
防空反导系统
相控阵雷达可以实现对高速、 高机动目标的精确探测和跟踪， 为防空反导系统提供重要的目
控制系统
对整个相控阵系统进行控制和管理， 包括波束指向、波束形状、工作频 率等参数的设置和调整。
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性能指标评价体系建立
波束宽度
衡量相控阵系统波束的宽窄程 度，通常以角度或波长表示。
增益
衡量相控阵系统放大信号的能 力，通常以分贝表示。
波束指向精度
衡量相控阵系统波束指向的准 确程度，通常以角度或弧度表 示。
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相控阵雷达优势分析
2024/3/28
波束指向灵活
通过控制阵列天线中每个单元的相位和 幅度，可以实现波束的快速扫描和指向。
高分辨率能力
相控阵雷达具有较高的角度分辨率和距 离分辨率，能够实现对目标的精确探测 和识别。
多功能性强
相控阵雷达可以同时实现多种功能，如 搜索、跟踪、识别、成像等。
抗干扰能力强
01
相控阵基本原理与概述
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相控阵定义及发展历程
01
定义
02
发展历程
相控阵是由大量天线单元组成，通过改变每个天线单元的相位和幅度， 实现波束指向和形状的控制。
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从早期的机械扫描雷达，到电子扫描雷达的出现，再到数字相控阵技 术的成熟，相控阵技术经历了不断的发展和完善。
相控阵技术可用于智能家居系统 的无线通信和控制模块中，实现 家居设备的远程控制和智能化管 理，提升家居生活的便捷性和舒
相控阵技术介绍PPT课件
探头电子控制
电子脉冲延迟（图有错）
斜波束
聚焦波束
线阵探头－线性扫查
线性探头－扇形扫查
连续或环形扫查
波束的形成原理
常规波束形成
常规UT探头角度偏转（发射）： －根据惠更斯原理产生超声波束 －在发射过程中斜楔块引入适当的延迟，产生一
个带角度波束。
斜波束
常规波束形成
常规UT探头控制波束（接收） －根据惠更斯原理楔块内产生波束 －在接收过程中斜楔块引入延迟，使“同相位”的
对晶片位置）
波束聚焦
非聚焦波束 波束近场区和自然扩散角取决于孔径A和波长λ。 近场区 扩散角（半扩散角θ，在-6dB） 波束尺寸（在深度Z）
波束聚焦
聚焦的波束： 聚焦系数（K）定义为: 此处F=聚焦距离
N＝近场区
指定焦距的波束偏转平面上的波束尺寸 （dst）为：
波束聚焦理论
线性探头晶片间隙1mm，频率5MHz, 声速1480m/s
信号发射（触发）和接收（回波）注入时 间延时来实现的。 任何用于缺陷检测和测量的UT技术都可用 相控阵探头完成
。
优点
相控阵最显著的特点是 可以灵活、便捷而有效地控制声 束形状和声压分布。 其声束角度、焦柱位置、焦点尺寸 及位置在一定范围内连续、动态可调;而且探头内可快速 平移声束。因此 ,与传统超声检测技术相比 ,相控阵技术 的 ,优势是 ①用单轴扇形扫查替代栅格形扫查可提高检测 速度。②不移动探头或尽量少移动探头可扫 100 % 扫查 厚大工件和形状复杂工件的各个区域 ,是解决可达性差和 空间限制问题的有效手段。③通常不需要复杂的扫查装 置 ,不需更换探头就可实现整个体积或所关心区域的多角 度多方向扫查 ,因此在核工业设备检测中可减少受辐照时 间。④优化控制焦柱长度、焦点尺寸和声束方向 ,在分辨 力、信噪比、缺陷检出率等方面具有一定的优越性。
相控阵原理 ppt课件
浙江大学现代制造工程研究所、成都无损检 测系统工程公司、北京航空材料研究院无损检 测研究室、武汉中科创新技术公司
♦缺陷回波的提取
♦波的模式转换与识别
♦信号压缩
中国数字超声，始于中科院，一九八八！
1 技术背景
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CONTENTS
1
技术背景
2
超声相控阵探头检测原理
3
相控阵探头
4
相控阵扫描聚焦法则
3 相控阵探头
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常规探头
根据具体的应用和检查位置的不同，常规探头必须根据要求 作出不同的焦点，角度，口径。
超声相控阵检测技术原理
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CONTENTS
• 2001年，我国首次在国家重点工程——西气东输中应用 了相控阵技术，即PIPEWIZARD全自动超声检测系统。
中国数字超声，始于中科院，一九八八！
1 技术背景
研究历史
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• 相控阵技术广泛应用于各医院的B超检测中，精确测量人体各器官位置及尺寸变化；
22th PA-Course 2010 -Day2译
Phased Array Techniques相控阵技术
Codes/Standards/Procedures 法规/标准/工艺
Specifications规范 Company or project specific requirements. 公司或项目特定要求。 Often refer to Standards and then add special requirements as extra and also may have their own acceptance 通常参考标准并增加额外的特定要求，或者有自己 的验收规范 Become “contract documents” 变成“合同文件”
Phased-Array Techniques相控阵技术
End of Module 结束 Any Questions? 问题？
Phased Array Techniques相控阵技术
Sizing basics定量基础
Amplitude & Length幅值&长度 TCG not DAC (use of colours -not A-scan based) TCG，不是DAC(采用颜色，不是基于A-扫描） Uses C-scans or B-scans only for length C-扫描或B-扫描只用于长度测量
1. 2. 3. 4. 5.
Codes (enforceable by law)法规（法律强制执行） Standards (recommendations by agencies)标准（推荐采用） Specification (company requirements)规范（企业要求） Procedure (NDT company practices)工艺（NDT公司采用） Technique (specific details of an inspection application) also called work instruction 方法（检测应用的技术细节），也叫工作说明
相控阵培训教程3-2024鲜版
射电天文观测
相控阵技术可用于射电望远镜的阵列天线，通过控制阵列天线的波束指向和形状，实现对天 体射电信号的精确接收和处理，提高天文观测的分辨率和灵敏度。
深空探测
相控阵技术可用于深空探测器的天线系统，通过控制阵列天线的波束指向和形状，实现对遥 远星系的精确探测和观测，揭示宇宙的奥秘。
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波束指向精度和稳定性评估
波束指向精度测试
通过对比实际波束指向与理论值， 计算波束指向误差，评估相控阵
天线波束指向精度。
稳定性测试
在不同环境条件下（如温度、湿 度、振动等），持续监测波束指 向变化，评估相控阵天线稳定性。
重复性测试
对同一目标进行多次波束指向测 试，分析测试结果的一致性和可
重复性。
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下的性能表现。
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雷达截面积(RCS)缩减效果分析
1 2
RCS测量 采用专业测量设备和方法，对相控阵天线在不同 角度和极化方式下的RCS进行测量。
RCS缩减效果评估 对比相控阵天线采取措施前后的RCS测量结果， 分析RCS缩减效果。
影响因素分析
3
探讨影响相控阵天线RCS缩减效果的因素，如天 线结构、材料、工作频率等，为进一步优化设计 提供依据。
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信号处理与控制系统
信号处理
对接收到的回波信号进行滤波、 放大、检波等处理，提取目标信
息。
2024/3/28
控制系统
对整个相控阵系统进行控制和管理， 包括波束指向控制、工作模式切换 等。
数据处理
对处理后的信号进行进一步的数据 处理和分析，如目标检测、跟踪等。
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辅助设备与系统
01
02
03
10454_相控阵培训DAY41
6
相控阵优势与局限性
01
02
03
复杂度高
相控阵需要精确控制每个 天线元素的相位和幅度， 系统设计和实现相对复杂 。
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成本较高
由于需要使用大量的天线 元素和复杂的控制系统， 相控阵的成本通常较高。
功耗较大
相控阵需要为每个天线元 素提供馈电，因此功耗相 对较大。
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常见应用场景介绍
雷达系统
系统性能指标
包括探测距离、分辨率、测量精 度等。
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关键器件选型依据和建议
发射机
选择高效率、高功率的 发射机，确保足够的发
射能量。
2024/1/27
接收机
选择低噪声、高灵敏度 的接收机，提高接收信
号质量。
天线
信号处理
选择高性能的天线，确 保波束指向和波束形状
满足要求。
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选择高速、高精度的信 号处理器，确保数据处
接收模块功能
接收模块是相控阵系统中的另一个重要组成部分，其主要功能是接收来自目标反射的回波 信号，并进行放大、解调等处理。接收模块需要具备高灵敏度、低噪声、大动态范围等特 性。
发射/接收模块性能指标
发射/接收模块的性能指标包括工作频率、带宽、增益、噪声系数、线性度等，这些指标 直接影响相控阵系统的整体性能。
相控阵在雷达系统中广泛应用 ，能够实现快速扫描、多目标 跟踪和高分辨率成像等功能。
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卫星通信
相控阵可用于卫星通信地面站 ，实现高速、大容量的数据传 输和灵活的波束覆盖。
5G/6G移动通信
相控阵技术可用于5G/6G基站 天线，提高网络覆盖范围和通 信质量。
射电天文
2024年相控阵培训教程
相控阵培训教程引言：相控阵技术是一种先进的雷达信号处理技术，广泛应用于雷达、通信、声纳等领域。
为了更好地推广和应用相控阵技术，本教程旨在为读者提供相控阵技术的入门级培训，帮助读者了解相控阵的基本原理、关键技术和应用领域。
第一部分：相控阵基本原理1.1相控阵的定义相控阵是一种由多个辐射单元组成的阵列，通过控制各个辐射单元的相位和幅度，实现对波束的精确控制和调整。
1.2相控阵的工作原理相控阵的工作原理基于波的干涉和衍射。
通过控制各个辐射单元的相位和幅度，使得各个单元发射的波在空间中相互干涉，形成特定的波束形状和方向。
1.3相控阵的相位控制相控阵的相位控制是通过对各个辐射单元的信号进行相位延迟或相位偏移来实现的。
通过精确控制各个单元的相位，可以实现对波束的精确控制。
第二部分：相控阵关键技术2.1波束形成技术波束形成技术是相控阵技术的核心，通过对各个辐射单元的信号进行相位和幅度的加权，实现对波束的精确控制和调整。
2.2波束扫描技术波束扫描技术是相控阵技术的重要应用之一，通过改变波束的指向，实现对空间目标的扫描和跟踪。
2.3信号处理技术信号处理技术是相控阵技术的关键，通过对接收到的信号进行处理，实现对目标的检测、跟踪和识别。
第三部分：相控阵应用领域3.1雷达系统相控阵技术在雷达系统中得到广泛应用，可以提高雷达的探测距离、分辨率和抗干扰能力。
3.2通信系统相控阵技术在通信系统中得到广泛应用，可以提高通信系统的覆盖范围、容量和抗干扰能力。
3.3声纳系统相控阵技术在声纳系统中得到广泛应用，可以提高声纳的探测距离、分辨率和抗干扰能力。
结论：相控阵技术是一种先进的雷达信号处理技术，具有广泛的应用前景。
通过本教程的培训，读者可以了解相控阵的基本原理、关键技术和应用领域，为进一步学习和应用相控阵技术奠定基础。
重点关注的细节：波束形成技术1.波束形成的基本原理波束形成的基本原理是基于波的干涉和衍射。
当多个辐射单元同时发射或接收信号时，它们在空间中相互干涉，形成特定的波束形状和方向。
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pa相控阵检测培训课件
PA相控阵检测培训课件
随着科技的不断发展，无损检测技术也在不断进步和创新。
其中，PA相控阵检测技术作为一种新兴的无损检测方法，受到了广泛关注和应用。
PA相控阵检测的优势在于其高灵敏度、高分辨率和全方位扫描能力，使其成为工业领域中重
要的检测手段之一。
PA相控阵检测技术是一种利用超声波进行无损检测的方法。
相比传统的超声波检测技术，PA相控阵检测技术能够提供更加准确和详细的检测结果。
其原理是利用超声波在被检测物体中的传播和反射特性，通过接收和分析超声波信号来
确定被检测物体的内部结构和缺陷情况。
PA相控阵检测技术的核心设备是相控阵探头。
相控阵探头由多个独立发射和接收元件组成，每个元件都可以根据需要进行控制，从而实现超声波的发射和接
收方向的调整。
这种灵活的控制方式使得PA相控阵检测技术能够实现全方位
的扫描，从而提高了检测的效率和准确性。
在PA相控阵检测培训课件中，首先需要介绍PA相控阵检测技术的基本原理和
优势。
通过对超声波的传播和反射特性的解释，让学员们了解PA相控阵检测
技术相对于传统超声波检测技术的优越性。
同时，还可以介绍PA相控阵探头
的结构和工作原理，让学员们了解探头的重要性和灵活性。
其次，在课件中可以介绍PA相控阵检测技术在不同领域中的应用案例。
例如，在航空航天领域中，PA相控阵检测技术可以用于飞机结构的无损检测，以确保飞机的安全性和可靠性。
在汽车制造领域中，PA相控阵检测技术可以用于汽车零部件的质量检测，以提高汽车的品质和性能。
通过这些实际案例的介绍，可
以让学员们更好地理解和应用PA相控阵检测技术。
此外，在课件中还可以介绍PA相控阵检测技术的发展趋势和前景。
随着科技的不断进步，PA相控阵检测技术也在不断创新和完善。
例如，目前已经出现了基于人工智能和机器学习的PA相控阵检测技术，可以实现更加智能和自动化的检测过程。
此外，PA相控阵检测技术还可以与其他无损检测技术相结合，形成更加综合和高效的检测方法。
在整个培训课件的编写过程中，需要注意语言简洁明了，图文并茂。
通过合适的图表和实例，帮助学员们更好地理解和掌握PA相控阵检测技术。
同时，还可以设置一些练习题和案例分析，以检验学员们的学习效果和应用能力。
总之，编写一份关于PA相控阵检测培训课件需要全面介绍其基本原理、优势和应用案例，同时还要展望其未来发展趋势。
通过合理的结构和内容安排，可以帮助学员们更好地理解和掌握PA相控阵检测技术，提高其在实际工作中的应用能力。