相控阵超声波检测技术及应用

本书是一本无损检测人员学习和考证的培训教材，由中车及众多行业权威专家编著，为国内首本实用性的相控阵培训教材，与超声波检测技术及应用、目视检测技术及应用、磁粉检测技术及应用、渗透检测技术及应用构成了无损检测培训系列教材，适合从事无损检测方面的企业生产一线人员、质量管理及检测人员、安全监督人员、工艺技术人员、研究机构及大专院校相关专业师生阅读学习。

本书是一本相控阵超声波检测人员资格鉴定认证的培训教材，由中国中车焊接和无损检测培训中心组织行业专家按照ISO/TR25107-2016《无损检测无损检测人员培训大纲》、GB/T9445-2015《无损检测人员资格鉴定与认证》和EN473/ISO9712-2015《无损检测人员资格鉴定与认证》标准要求编写而成。本书共分12章，主要内容包括：概述、超声波检测物理基础、探头、声束合成、相控阵扫描显示和扫查方式、相控阵超声波检测仪器、相控阵超声波检测系统校准检查、检测灵敏度、检测和结果评定、相控阵超声波检测技术在轨道交通领域中的应用、相控阵超声波检测技术的其他应用和工艺规程等。本书既注重理论与实践应用的结合，又紧跟现代科学技术的发展，并及时介绍国内外相控阵超声波检测的新观点和新技术。本书除作为相控阵超声波检测人员资格鉴定认证培训教材外，也可供各企业生产一线人员、质量管理及检测人员、安全监督人员、工艺技术人员、研究机构及大专院校相关专业师生学习参考。

前言
第1章概述
1.1相控阵超声波检测技术的发展
1.2相控阵超声波检测的优点和局限性
1.2.1优点
1.2.2局限性
第2章超声波检测物理基础
2.1波的反射
2.2波的折射
2.3波的衍射
2.4偏振
2.5干涉
2.6相干波源
2.7惠更斯原理
2.8波阵面的形成
第3章探头
3.1相控阵探头类型
3.1.1线阵
3.1.2矩阵
3.1.3环阵
3.1.4Rho-theta阵列
3.1.5其他阵列类型
3.2探头和楔块的选择
3.2.1频率和带宽
3.2.2延迟和楔块角度
3.2.3阵列尺寸
3.2.4楔块
3.2.5楔块上的探头
第4章声束合成
4.1声束偏转和聚焦
4.2相控阵探头术语
4.2.1激发孔径
4.2.2非主动孔径
4.2.3有效激发孔径
4.2.4横向分辨力、角分辨力和轴向分辨力
4.2.5主瓣
4.2.6旁瓣
4.2.7栅瓣
4.2.8声束变迹
4.3延迟计算
4.3.1声束聚焦计算
4.3.2声束偏转计算
4.4费马定理
4.5聚焦法则
4.6声场
4.6.1近场区
4.6.2聚焦形状
4.6.3焦距
4.6.4聚焦增益
4.6.5归一化焦距
4.6.6声束尺寸
4.6.7焦区
4.6.8声束扩散和半扩散角
4.7相控阵声束特性
4.7.1矩形探头计算
4.7.2角分辨力计算
4.8声束偏转极限
4.9灵敏度和信噪比（S/N）
第5章相控阵扫描显示和扫查方式
5.1聚焦法则设置
5.1.1扇扫描
5.1.2电子（线性）扫描
5.1.3固定声束扫描
5.1.4性能对比
5.2扫查方式
5.2.1栅格扫查
5.2.2斜向扫查
5.2.3螺旋扫查
5.2.4螺线扫查
5.3编码扫查方式
5.3.1往复扫查
5.3.2单向扫查
5.3.3沿线扫查（单轴扫查方式）
5.4声束控制组合技术
第6章相控阵超声波检测仪器
6.1概述
6.2超声波采集模式
6.3发射器类型
6.4图像形成
6.5变迹
6.6模拟与数字声束成形对比
6.7相控阵超声波检测仪器进展
6.8设备硬件基础
6.8.1脉冲发生器和接收器
6.8.2数据采集和自动化系统
6.8.3运行（自动化和半自动化系统）
6.8.4扫查和数据采集
6.8.5扫查装置
6.8.6扫描显示和扫描装备
6.8.7存储和数字化
第7章相控阵超声波检测系统校准检查
7.1仪器线性校准
7.1.1时基线性（水平线性）
7.1.2显示高度线性
7.1.3幅值控制线性
7.2阵元有效性的评定
7.2.1手工检查
7.2.2预设程序
7.3声束角度和偏移点的确定
7.4声束特性
7.5相控阵声束偏转极限的确定
7.6用于系统验证的校准块
第8章检测灵敏度
8.1用于费马计算的参数
8.1.1声速的确定
8.1.2楔块延迟时间的确定
8.1.3衰减的补偿
8.2检测灵敏度反射体
8.2.1内部反射体
8.2.2表面反射体
8.3对不定向缺欠的敏感性
8.4手动校准和自动校准
8.4.1参考灵敏度DAC曲线的绘制
8.4.2参考灵敏度TCG曲线的绘制
第9章检测和结果评定
9.1检测技术
9.1.1接触技术和液浸技术
9.1.2手工检测和自动检测
9.1.3聚焦形式
9.1.4扫描范围
9.2数据采集和分析
9.2.1参数设置
9.2.2文件结构
9.2.3软件选项
9.2.4数据分析
9.3材料加工形式和缺欠类型
9.3.1材料加工形式
9.3.2缺欠类型
9.4结果评定
9.4.1几何结构信号
9.4.2缺欠显示
9.4.3缺欠定性
9.4.4缺欠定量
第10章相控阵超声波检测技术在轨道交通领域中的应用
10.1车轴相控阵超声波检测
10.1.1车轴
10.1.2检测方法
10.1.3数据分析
10.2齿轮相控阵超声波检测
10.3螺栓不解体相控阵导波在役检测
10.3.1螺栓
10.3.2检测部位和缺欠
10.3.3检测方法
10.3.4数据分析
10.4钢轨相控阵超声波检测
10.4.1钢轨
10.4.2检测部位和缺欠
10.4.3检测方法
10.4.4数据分析
第11章相控阵超声波检测技术的其他应用
11.1奥氏体不锈钢焊缝相控阵超声波检测
11.2复合材料相控阵超声波检测
11.3相控阵二维成像管道腐蚀检测
第12章工艺规程
12.1范围
12.2规范性引用文件
12.3术语及定义
12.4安全
12.5人员资质
12.6焊缝标识和零位
12.7扫查面准备
12.8检测区域
12.9检测设备
12.10设备校验
12.11设备检查
12.12检测技术
12.13结果评定（验收准则）
12.14检测结果记录
12.15违规行为
附录
附录A出射点公式
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