Question

相控阵超声波探伤仪性能测试需要做哪几个参数？

检测仪器的性能测试，需要证明仪器性能满足要求。

Answer 1

　　引用国产CTS-602超声相控阵探伤仪参数：

　　项目
　　单位
　　指标

　　显示屏

　　高亮度6.5"彩色TFT液晶显示屏, 640×480像素

　　存储

　　32MB内置Flash+外接U盘

　　储存格式：设置参数、屏幕拷贝

　　扩展接口

　　VGA输出 1个

　　USB接口 1个

　　LAN接口 1个

　　防护等级

　　IP20

　　供电方式

　　外部电源：12V交流适配器

　　电池：10Ah锂聚合物电池

　　工作时间
　　h
　　≥4（电池供电）

　　功率
　　VA
　　30

　　储存温度
　　℃
　　-20 ~ 60

　　工作温度
　　℃
　　0 ~ 40

　　重量
　　Kg
　　主机：2.8；电池：0.85

　　尺寸
　　mm
　　262×196×92（宽×高×深）

　　项目
　　相控阵模式
　　A型模式

　　系统带宽（-6dB）
　　1MHz ~ 10MHz
　　0.5MHz ~ 15MHz

　　A/D采样频率
　　120MHz
　　240MHz

　　探头接口
　　1个，支持16 / 32 / 64 / 128阵元探头，具备探头自动识别功能
　　2个，BNC接口

　　活动孔径
　　自动根据探头设定，最高32
　　——

　　脉冲发生器
　　类型：双极性方波脉冲

　　发射电压：±60V

　　脉宽：40ns ~ 500ns，步进20ns

　　重复频率：100Hz ~ 4KHz

　　发射延迟：0μs ~ 20μs，分辨率5ns
　　类型：负向尖脉冲

　　发射电压：约370V

　　重复频率：20Hz ~ 500Hz

　　能量：低 / 高

　　接收器
　　增益：0 ~ 80dB

　　频带（-6dB）：1 ~ 10MHz

　　延迟：0μs ~ 20μs，分辨率3.125ns
　　增益：0 ~ 110dB，步进：0.5/1/2/6/12

　　频带(-6dB)：1 ~ 4MHz / 0.5 ~ 15MHz

　　阻尼：低/高

　　检波方式：负向检波/正向检波/双向检波/RF

　　聚焦
　　发射：单点聚焦

　　接收：160MHz硬件实时动态聚焦，

　　最大范围每扫描线1008焦点
　　——

　　滤波器
　　根据工作频带自动调节
　　根据工作频带自动调节

　　扫描类型
　　线扫 / 扇扫
　　——

　　扫描线
　　最大128线
　　——

　　扫描角度范围
　　线扫：-45°~ +45°

　　扇扫：-80°~ +80°
　　——

　　扫描范围
　　0 ~ 1000mm (钢纵波)
　　0 ~ 6000mm(钢纵波)，连续可调，最小显示范围5mm

　　材料声速
　　1000 ~ 10000 m/s
　　1000 ~ 10000 m/s

　　显示延迟
　　0 ~ 1000mm (钢纵波)
　　-10 ~ 1000 mm(钢纵波)

　　探头零点
　　——
　　0 ~ 200 μs

　　抑制
　　——
　　0 ~ 80线性抑制

　　曲线功能
　　——
　　DAC / AVG

　　辅助功能
　　——
　　A型回波冻结、自动校正、角度测量、峰值记忆、参数输出、频率检测、AWS D1.1/D1.5、U盘转存

　　报警信号
　　——
　　声光报警（内接蜂鸣器和面板LED发光管）

　　测试点选择
　　峰值 / 前沿 / J前沿
　　峰值

　　语言
　　中 / 英
　　中 / 英

　　测量单位
　　mm / inch
　　mm / inch

　　测量
　　双闸门：可测量回波幅度、声程、水平距离、垂直距离、闸门间距离

　　双测量光标：可测量图像上的水平、垂直位置及光标间距离
　　双闸门：可测量回波幅度、声程、水平距离、垂直距离、闸门间距离

　　存储
　　100组数据集
　　200组数据集

　　探伤灵敏度余量
　　——
　　≥60dB（2.5Z20N探头）

　　时基线性
　　——
　　≤3%

　　衰减器精度
　　——
　　12dB±1dB

　　动态范围
　　——
　　≥30dB

　　远区分辨力
　　——
　　≥26dB

　　电噪声电平

　　≤20 （初始化状态，探测范围、增益调为最大，频带1 ~ 4MHz）

Answer 2

根据GB/T 29302-2012 无损检测仪器 相控阵超声检测系统的性能与检验第6.2条

相控阵超声波探伤仪性能测试需要做参数应当包括：

1. 测定声束轮廓：由声束边缘所确定的声束形状

2. 声束偏转范围

3. 阵元有效性

4. 聚集能力

5. 软件计算功能

6. 锲块衰减的补偿

7. 接收器增益线性

Answer 3

医用超声内镜成像检查技术将内镜和超声相结合，在利用内镜直接观察消化道病变的同时，可利用超声进行实时扫描诊断，且检查过程对人体无损，是消化道疾病检测最有效的方法之一。针对上述问题，本文设计了一种64阵元医用相控阵超声内镜成像系统方案，该系统主要由信号发射选通模块、回波接收传输模块以及数据并行处理模块等三个子系统组成。其中，本文主要完成了基于FPGA的信号发射选通模块及基于GPU的数据并行处理模块的研发，并通过相关实验，验证了所研发模块在相控阵超声内镜成像系统中的可行性与高效性。

在相控阵超声内镜成像系统中，通过增加换能器的阵元数量可以显著改善系统成像质量、提升系统性能。但阵元数量增加后，待处理数据量也随之增加，为了保证所设计的64阵元相控阵超声内镜成像系统的实时性，本文利用CUDA并行编程与计算平台在GPU上实现了合成孔径成像算法，保证了系统的高效运行。从相控阵超声内镜成像原理出发，依次介绍了超声波在人体内的传播特性、超声内镜成像原理以及相控阵超声成像技术。然后针对目前相控阵超声内镜系统所存在的问题，提出了一种64阵元相控阵超声内镜实时成像系统方案。并在此基础上，对系统功能模块进行了划分与简要介绍。