• CTS-PA22T
    相控阵全聚焦快速超声成像系统

    CTS-PA22T是我司自主研发的一款新型64通道全并行的相控阵全聚焦(TFM)快速超声成像检测系统。系统实时采集材料内部的全矩阵(FMC)数据,并利用基于FPGA运算的高速硬件成像技术,实现对金属以及非金属材料的高精度实时相控阵2D/3D全聚焦(TFM)成像检测。首创工业相控阵RF 射频元数据平台,可直接对完整的原数据进行计算机处理。

    CTS-PA22T突破了传统相控阵对于扇形扫描成像、线形扫描成像等B型扫描模式的划分,在各个检测模块主界面用户只需要通过客户端自定义目标检测区域的位置和大小,就可以实现对于材料内部关键部位的实时全聚焦(TFM)成像检测;CTS-PA22T系统内置了多种特殊缺陷的全聚焦(TFM)重构模型,能够实时图像化重构被检材料内部各种异型缺陷的真实形状;CTS-PA22T系统64个全并行的相控阵硬件通道,可同时支持一维线阵和二维面阵探头,能够实现材料的2D、3D实时全聚焦(TFM)成像检测;CTS-PA22T系统提供了原始全矩阵(FMC)数据的采集、存储功能,支持高校、研究所等相关机构的研究人员针对各种异型缺陷开发和仿真相应的全聚焦(TFM)重构算法模型。

  • 总体结构原理

    一套完整的探伤系统由监控主机、CTS-PA22T相控阵全聚焦(TFM)成像系统、相控阵探头及相关扫查装置组成。CTS-PA22T是一个独立的系统,通过网线与监控主机相连。运行在监控主机上的软件通过网络接口向CTS-PA22T发送指令,并接收CTS-PA22T回传的数据。

    图为CTS-PA22T与监控主机通过网络连接

    • 依据全聚焦(TFM)重构算法模型,利用基于FPGA运算的高速硬件成像技术,实时地计算出全聚焦(TFM)图像结果,图像刷新率最高可达50帧/s。
    • 具有64个全并行的相控阵硬件通道,可实时采集多达64*64条A型波的原始全矩阵(FMC)数据,数据最大采集深度可达2m。
    • 支持铁路钢轨焊缝、机务车辆轮辋、轮轴等大型工件的实时大范围全聚焦(TFM)成像检测。
    • 支持飞机蒙皮复合材料薄板工件的高精度实时全聚焦(TFM)成像检测。
    • 针对不同检测应用场合,内置了多个全聚焦(TFM)成像检测模块,只需要在工艺设计界面输入探头、楔块、工件等参数,即可方便地进入全聚焦(TFM)检测主界面进行检测。
    • 可根据用户在实际检测应用中具体需求的变化,定制开发专用的全聚焦(TFM)检测模块。
    • 一次纵波全聚焦(TFM)模块,采用一次反射纵波全聚焦(TFM)的模式,检测材料内部一次直接反射类型的缺陷,例如,通孔、气泡、夹渣等。
    • 一次横波全聚焦(TFM)模块,采用一次反射横波全聚焦(TFM)的模式,检测材料内部一次直接反射类型的缺陷,例如,通孔、气泡、夹渣等。
    • 裂纹全聚焦(TFM)模块,采用1.5次反射横波全聚焦(TFM)模式,检测材料内部具有串列式反射类型的面状缺陷,例如,垂直裂纹缺陷。
    • 未融合全聚焦(TFM)模块,采用2次反射横波全聚焦(TFM)模式,检测材料内部具有2次反射类型的面状缺陷,例如,未融合缺陷。
    • 3D纵波全聚焦(TFM)模块,基于二维面阵探头,采用一次反射纵波全聚焦(TFM)的模式,3D图像化检测材料内部一次直接反射类型的缺陷,例如,通孔、气泡、夹渣等。
    • 多层材料纵波全聚焦(TFM)模块,采用一次反射纵波全聚焦(TFM)的模式,检测多层分层材料的未粘合以及粘合状况不佳的情况,也可以用来检测每一层材料内部的一次直接反射类型的缺陷,例如,通孔、气泡、夹渣等。
    • 采用原始全矩阵(FMC)的对角线数据可以实现被检材料的合成孔径SAFT成像。
    • 基于全矩阵数据(FMC)的SAFT成像技术原理,可以实现基于SAFT技术的快速C扫描成像。
    • 利用全矩阵(FMC)数据以不同的有效孔径全聚焦(TFM)重构检测结果,根据检测结果的重构质量,能够得到最优半扩散角,从而验证探头的实际半扩散角与理论计算值之间的误差,可以作为优化相控阵探头工艺的依据。
    • 用户可以使用CTS-PA22T系统,基于二维面阵相控阵探头加横波角度楔块采集原始全矩阵数据(FMC),并根据采集的数据开发3D横波全聚焦(TFM)算法。
    • 基于全矩阵(FMC)数据,用户也可以根据被检测目标的实际形状,自定义目标成像区域的形状。例如,检测一个球形工件,用户可以利用全矩阵(FMC)数据重构出该工件的3D球体全聚焦(TFM)视图。
    • 用户可以根据自定义的全聚焦(TFM)重构算法,随时抽取全矩阵(FMC)数据的相关回波波形进行数值分析以及波形视图的对比,观察波形同相叠加的效果,验证自定义全聚焦(TFM)算法的有效性。
  • 脉冲发生器

    发射电压: 双极性方波,±45 V ~ ±100 V可调,步进5V

    脉冲宽度: 20 ~ 1000 ns,步进5ns

    接收器

    带宽: 0.5 ~15MHz
    增益范围: 0 ~ 55 dB,步进0.1dB

    滤波器: 低、中、高3档

    数据处理

    数字化率: 62.5 MHz,10 bit
    输入阻抗: 50Ω
    嵌入处理器: 大型FPGA嵌入,大数据的实时硬件运算处理

    聚焦法则: 65536个法则
    接收延迟: 0~40 μs,精度2.5ns

    系统

    通道配置: 全并行64*64
    功耗: 约35 W
    运行平台: Windows系统

    数据传输: 100M/1000M 以太网
    尺寸: 188×238×403
    重量: 约5Kg

    输入输出

    相控阵探头接口: IPEX接口
    编   码   接    口: 2个增量式编码器
    通   用   I/O  口: 25针D型接口
    调  试  口: COM口1个

    常规探头接口: Q5插座,数量视配置而定
    网  络   接  口: 100M/1000M 以太网
    USB    接   口: 2个

  • 检测应用图册

    相控阵实时3D全聚焦成像检测