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德国思能泰科SONOAIR空气耦合超声检测系统

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产品原理及功能

通过监控接收传感器在所有检测位置获得的声脉冲，提取脉冲中的幅度和/或渡越时间超声信号，再选取一定的颜色标尺，并结合编码器采集的位置信息，将检测对象在所有XY位置处的超声信号以C扫描（标量场，颜色按照标尺代表数值大小）形式显示。当某位置存在缺陷之时，脉冲幅度和或/渡约时间会与正常处产生差异，在C扫描上表征为颜色差异，检测人员可以根据这一现象快速对缺陷进行定位和定量。当声波穿过两种材料之间的界面时，只有一部分声能被传输，其余的声能则被反射。如果声能必须在测试件和空气（具有极低的声阻抗）之间传播，则只能传输大约1％的声能。因此，到达接收传感器之时声能非常低。如果我们要在检测中获得可接受的信噪比，就必须在仪器发射端、发射传感器、接收传感器、仪器接收端都努力优化以更好的实现高信噪比、高灵敏度、高分辨率和高检测速度。

【机械手扫描系统】

 

【扫描界面】

 

产品特点

  1. 硬件系统，超声电子和传感器
    • 丰富的激励模式：包括矩形脉冲串、正弦脉冲串、连续波，可通过XML文件编写的任意脉冲波形实现实时扫频技术
    • 高灵敏度、信噪比、分辨率：
      1. 2kW或4kW大功率激励配合超低噪声放大（总增益120dB内不超过1 nV/√Hz），提供高灵敏度的同时保证检测信噪比
      2. 更小的有效声束直径，实现更高分辨率（低至mm级）
    • 压电复合材料晶片制作的探头：
      1. 宽频带（40%带宽）：更短的振铃信号实现更低的噪声（同时意味着更高的PRF即检测速度更快）
      2. 晶片直径可设置：可不随探头中心频率固定，而根据检测对象和工况设置直径，实现所需的焦距及声束有效直径，从而提高灵敏度和分辨率
      3. 信号匹配：收发超声信号频率与收发电路固有频率匹配提供更高的灵敏度
      4. 集成前置放大（选项）
    • 高产能选项：
      1. 多通道并行配置，成倍提高检测速度
      2. 线性阵列相控阵传感器配置可实现高速电子扫查模式

 

  1. 软件系统
    • A-, B-, C(幅度、渡越时间) ，全波形A扫描（选项）信号测量，自动扫查过程中也可调整C扫描测量闸门参数
    • 丰富的数据后处理和缺陷评价功能
    • 用户可访问所有数据及权限
    • 选项：
      1. 任意设置数字滤波
      2. 输出接口(MatLab, LabView, etc.)
      3. SDK

 

  1. 扫查范围可定制的扫查机械系统
    • 立式平面扫查器（例如400mmx400mm或3mx2m）
    • 双机械手配置

 

  1. 适用于：
  • 适合各种常规超声无法检测的高衰减材料, 如泡沫等
  • 支持单侧检测模式
  • 可以做材料均匀性、密度等分析
  • 可以检测金属激光焊接
  • 依据客户需求定制化解决方案

 

 

三、产品应用举例

（一）传统穿透法和新技术单侧Pitch-catch

【传统: 穿透法】 【新技术： 单侧Pitch-catch(一发一收模式)】

 

（二）航空行业标准试块

1.应用特点

  • 阶梯厚度: 10, 8.8, 6.6, 4.4, 2.2 mm
  • 300 kHz探头频率

【侧视图】

【俯视图】

【300 kHz探头频率】

 

（三）GFRP SMC玻璃钢或片状模塑料130 mm

【检测任务: 制造工艺波动造成的随机分布的空腔尺寸 < 1 mm】

 

（四）三粘接PMMA板片

1应用特点一

  • 400 kHz
  • 相控阵探头
  • Ø2 mm 检测灵敏度

 

2.应用特点二

  • 60 mm 复杂结构NOMEX 夹芯
  • 航空客户的标准参考试块
  • 200 kHz 探头频率

 

（五）CFRP面板-NOMEX蜂窝芯

1.应用特点

  • 14 mm NOMEX 蜂窝芯
  • 1 mm CFRP 上下面板
  • 冲击损伤
  •  200 vs. 300 vs. 400 kHz 聚焦探头

 

(六) 热塑 CFR蜂窝夹芯

【CF200 探头-冲击损伤可视（幅度衰减）】

 

【CF400探头- 蜂窝结构可视-冲击损伤可在C扫描中被发现】

 

(七) CFRP 面板泡沫夹芯结构

探头:（SONOTEC CF050 &SONOTEC CF075）

样件:（CFRP面板+70 mm）泡沫芯

缺陷: 垫片模拟人工缺陷

 

（八）GFRP 风电叶片

【严重分层】

 

（九）全铝蜂窝

1.应用特点

  • 上下面板: 1 mm 铝板
  • 夹芯: 20 mm 铝蜂窝
  • 参考缺陷可以被清楚的检测
  • 冷却通道可见

 

（十）焊接和胶结金属板

1.应用特点

  • 汽车行业非常常见
  • 几个mm 的钢或铝板
  • 不同颜色编码(标准或交通灯)
  • 胶结水平依赖于强度差异

点焊检测 (高强度= 焊接良好)

【高焊点】

【焊接良好】

 

【焊接成像】

 

（十一）高性能陶瓷/耐火金属材料

1.应用特点

  • 冶金制造行业 (钢厂，等）
  • 航空业(飞机保护罩, 等)
  • 可达800mm厚
  • 新制或灼烧后的材料
  • 挤压缺陷 / 分层

不均匀性检测

【实际应用】

【挤压缺陷 / 分层】

【不均匀性检】

 

（十二）汽车刹车片

 

（十三）耐火材料: 阀盘

  1. 应用特点
  • 高达150mm厚
  • 未灼烧部位 (绿色) 和灼烧过的工件
  • 编制中的缺陷
  • 使用缺陷
  • 客户定制化的分析算法

【实际应用】

 

（十四）塑料制多壁板

 

（十五）从一侧检测激光焊铝板

  1. 应用特点
  • 不等厚板焊接检测
  • 与生产线上的焊接机器人同时工作-单侧检测

 

（十六）单侧检测铝-碳纤维板复合材料

  1. 应用特点
  • 铝-CFRP复合材料
  • CFRP （1,5 mm）
  • 铝 (2 mm)
  • 树脂基粘接剂
  • 胶带

 

（十七）GFRP-管道和GFRP-SMC芯材

  1. 应用特点
  • 材料: GFRP
  • 壁厚: 4 mm
  • 管道直径: 54 mm
  • 缺陷大小: < 1mm
  • 可检测粘接缺陷

 

SONOAIR系统优势

  1. 无需液态耦合剂
  2. 高速相控阵空耦检测技术
  3. 多通道用于快速扫查或电子
  4. 模块化系统：可定制的硬件和软件
  5. 智能数据处理用于更清晰的结果展示
  6. 信号强度和渡越时间评价
  7. 高达800V的发射电压
  8. 2 kW高功率脉冲发生器
  9. 高达120 dB 增益
  10. 低噪声放大1 nV/√Hz
  11. 高灵敏度压电复合材料探头
  12. 广泛的培训和支持
  13. 德国品质

 

 

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