• CTS-PA22T
    相控陣全聚焦實時3D超聲成像系統

    CTS-PA22T是我司自主研發的一款新型64通道全并行的相控陣全聚焦(TFM)快速超聲成像檢測系統。系統實時采集材料內部的全矩陣(FMC)數據,并利用基于FPGA運算的高速硬件成像技術,實現對金屬以及非金屬材料的高精度實時相控陣2D/3D全聚焦(TFM)成像檢測。首創工業相控陣RF 射頻元數據平臺,可直接對完整的原數據進行計算機處理。

    CTS-PA22T突破了傳統相控陣對于扇形掃描成像、線形掃描成像等B型掃描模式的劃分,在各個檢測模塊主界面用戶只需要通過客戶端自定義目標檢測區域的位置和大小,就可以實現對于材料內部關鍵部位的實時全聚焦(TFM)成像檢測;CTS-PA22T系統內置了多種特殊缺陷的全聚焦(TFM)重構模型,能夠實時圖像化重構被檢材料內部各種異型缺陷的真實形狀;CTS-PA22T系統64個全并行的相控陣硬件通道,可同時支持一維線陣和二維面陣探頭,能夠實現材料的2D、3D實時全聚焦(TFM)成像檢測;CTS-PA22T系統提供了原始全矩陣(FMC)數據的采集、存儲功能,支持高校、研究所等相關機構的研究人員針對各種異型缺陷開發和仿真相應的全聚焦(TFM)重構算法模型。

  • 總體結構原理

    一套完整的探傷系統由監控主機、CTS-PA22T相控陣全聚焦(TFM)成像系統、相控陣探頭及相關掃查裝置組成。CTS-PA22T是一個獨立的系統,通過網線與監控主機相連。運行在監控主機上的軟件通過網絡接口向CTS-PA22T發送指令,并接收CTS-PA22T回傳的數據。

    圖為CTS-PA22T與監控主機通過網絡連接

    • 依據全聚焦(TFM)重構算法模型,利用基于FPGA運算的高速硬件成像技術,實時地計算出全聚焦(TFM)圖像結果,圖像刷新率最高可達50幀/s。
    • 具有64個全并行的相控陣硬件通道,可實時采集多達64*64條A型波的原始全矩陣(FMC)數據,數據最大采集深度可達2m。
    • 支持鐵路鋼軌焊縫、機務車輛輪輞、輪軸等大型工件的實時大范圍全聚焦(TFM)成像檢測。
    • 支持飛機蒙皮復合材料薄板工件的高精度實時全聚焦(TFM)成像檢測。
    • 針對不同檢測應用場合,內置了多個全聚焦(TFM)成像檢測模塊,只需要在工藝設計界面輸入探頭、楔塊、工件等參數,即可方便地進入全聚焦(TFM)檢測主界面進行檢測。
    • 可根據用戶在實際檢測應用中具體需求的變化,定制開發專用的全聚焦(TFM)檢測模塊。
    • 一次縱波全聚焦(TFM)模塊,采用一次反射縱波全聚焦(TFM)的模式,檢測材料內部一次直接反射類型的缺陷,例如,通孔、氣泡、夾渣等。
    • 一次橫波全聚焦(TFM)模塊,采用一次反射橫波全聚焦(TFM)的模式,檢測材料內部一次直接反射類型的缺陷,例如,通孔、氣泡、夾渣等。
    • 裂紋全聚焦(TFM)模塊,采用1.5次反射橫波全聚焦(TFM)模式,檢測材料內部具有串列式反射類型的面狀缺陷,例如,垂直裂紋缺陷。
    • 未融合全聚焦(TFM)模塊,采用2次反射橫波全聚焦(TFM)模式,檢測材料內部具有2次反射類型的面狀缺陷,例如,未融合缺陷。
    • 3D縱波全聚焦(TFM)模塊,基于二維面陣探頭,采用一次反射縱波全聚焦(TFM)的模式,3D圖像化檢測材料內部一次直接反射類型的缺陷,例如,通孔、氣泡、夾渣等。
    • 多層材料縱波全聚焦(TFM)模塊,采用一次反射縱波全聚焦(TFM)的模式,檢測多層分層材料的未粘合以及粘合狀況不佳的情況,也可以用來檢測每一層材料內部的一次直接反射類型的缺陷,例如,通孔、氣泡、夾渣等。
    • 采用原始全矩陣(FMC)的對角線數據可以實現被檢材料的合成孔徑SAFT成像。
    • 基于全矩陣數據(FMC)的SAFT成像技術原理,可以實現基于SAFT技術的快速C掃描成像。
    • 利用全矩陣(FMC)數據以不同的有效孔徑全聚焦(TFM)重構檢測結果,根據檢測結果的重構質量,能夠得到最優半擴散角,從而驗證探頭的實際半擴散角與理論計算值之間的誤差,可以作為優化相控陣探頭工藝的依據。
    • 用戶可以使用CTS-PA22T系統,基于二維面陣相控陣探頭加橫波角度楔塊采集原始全矩陣數據(FMC),并根據采集的數據開發3D橫波全聚焦(TFM)算法。
    • 基于全矩陣(FMC)數據,用戶也可以根據被檢測目標的實際形狀,自定義目標成像區域的形狀。例如,檢測一個球形工件,用戶可以利用全矩陣(FMC)數據重構出該工件的3D球體全聚焦(TFM)視圖。
    • 用戶可以根據自定義的全聚焦(TFM)重構算法,隨時抽取全矩陣(FMC)數據的相關回波波形進行數值分析以及波形視圖的對比,觀察波形同相疊加的效果,驗證自定義全聚焦(TFM)算法的有效性。
  • 脈沖發生器

    發射電壓: 雙極性方波,±45 V ~ ±100 V可調,步進5V

    脈沖寬度: 20 ~ 1000 ns,步進5ns

    接收器

    帶寬: 0.5 ~15MHz
    增益范圍: 0 ~ 55 dB,步進0.1dB

    濾波器: 低、中、高3檔

    數據處理

    數字化率: 62.5 MHz,10 bit
    輸入阻抗: 50Ω
    嵌入處理器: 大型FPGA嵌入,大數據的實時硬件運算處理

    聚焦法則: 65536個法則
    接收延遲: 0~40 μs,精度2.5ns

    系統

    通道配置: 全并行64*64
    功耗: 約35 W
    運行平臺: Windows系統

    數據傳輸: 100M/1000M 以太網
    尺寸: 188×238×403
    重量: 約5Kg

    輸入輸出

    相控陣探頭接口: IPEX接口
    編   碼   接    口: 2個增量式編碼器
    通   用   I/O  口: 25針D型接口
    調  試  口: COM口1個

    常規探頭接口: Q5插座,數量視配置而定
    網  絡   接  口: 100M/1000M 以太網
    USB    接   口: 2個

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    在線視頻

  • 檢測應用圖冊

    相控陣實時3D全聚焦成像檢測
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