Evident LogoOlympus Logo
Výukový materiál k technologii phased array – Obsah

Stručná historie testování pomocí technologie phased array

Během prvních desetiletí po svém vzniku se komerční ultrazvukové přístroje zcela spoléhaly na jednoprvkové snímače, které fungovaly s jedním piezoelektrickým krystalem generujícím a přijímajícím zvukové vlny, na dvouměničové snímače, které disponovaly oddělenými krystaly vysílače a přijímače, a na systémy typu pitch–catch nebo na průchodovou metodu, které využívaly dvojici jednoměničových snímačů pracující v tandemu. Tyto přístupy se stále využívají ve většině současných komerčních ultrazvukových přístrojích určených pro průmyslovou detekci vad a měření tloušťky, avšak význam přístrojů využívající technologii phased array v oboru ultrazvukového nedestruktivního testování (NDT) stále roste.

Princip konstruktivní a destruktivní interakce vln byl poprvé demonstrován anglickým vědcem Thomasem Youngem v roce 1801 pomocí pozoruhodného experimentu, který využíval dva bodové zdroje světla k vytvoření interferenčních obrazců. Vlny, které se potkají ve fázi, se navzájem zesilují, zatímco vlny, které se potkají s opačnou fází, se navzájem vyruší.

Fázový posun neboli fázování je zase způsob řízení těchto interakcí posunem vlnoploch pocházejících ze dvou nebo více zdrojů v čase. Lze jej využít k ohýbání, natáčení nebo zaostřování energie vlnoplochy. V 60. letech minulého století výzkumníci začali vyvíjet ultrazvukové systémy na bázi technologie phased array, které využívaly snímače s větším počtem buzených bodových zdrojů s cílem směrovat zvukové svazky pomocí těchto řízených interferenčních obrazců. Na počátku 70. let minulého století se objevily první komerční systémy s technologií phased array pro potřeby lékařské diagnostiky, které využívaly natáčené UT svazků k vytvoření průřezových snímků lidského těla.

Zpočátku bylo využití ultrazvukových systémů phased array omezeno převážně na použití v medicíně, zejména díky tomu, že konstrukci přístroje a interpretaci snímků usnadňovala předvídatelná stavba a struktura lidského těla. Naproti tomu průmyslové oblasti použití představují mnohem větší výzvu, a to z důvodu velmi odlišných akustických vlastností kovů, sklolaminátu a kompozitních, keramických a plastových materiálů a také širokého rozmezí tlouštěk a geometrií, s nimiž se při průmyslovém použití setkáváme. První průmyslový systém phased array, který byl uveden na trh v 80. letech minulého století, byl extrémně velký a vyžadoval přenos dat do počítače, kde bylo třeba provést jejich zpracování za účelem znázornění snímku. Tyto systémy se nejčastěji používaly k servisním kontrolám v energetice. Z velké části se tato technologie prosadila v jaderné energetice, kde kritické hodnocení umožňuje využít nejnovější technologie ve větší míře za účelem zlepšování pravděpodobnosti detekce. Mezi další z prvních oblastí použití patřily velké kované hřídele a komponenty nízkotlakých turbín.


Přenosné přístroje phased array na baterii pro průmyslové využití se objevily na trhu v 90. letech minulého století. Analogová provedení vyžadovala napájení a prostor pro vytvoření multikanálových konfigurací potřebných pro natáčení paprsku, ale přechod k digitální podobě a rychlý vývoj cenově dostupných integrovaných mikroprocesorů umožnil rychlejší vývoj nové generace zařízení s technologií phased array. Dostupnost elektronických komponent s nízkou spotřebou energie, lepší a energeticky úsporná provedení a palubní verze umístitelná na povrch zkoušeného dílu, která se začala používat v celém odvětví, vedly k miniaturizaci této moderní technologie. Výsledkem byly nástroje využívající technologii phased array, které umožňovaly elektronické nastavení, zpracování dat, zobrazení a analýzu, a to vše v rámci přenosného zařízení, což otevřelo možnosti pro využití v dalších průmyslových odvětvích. Tím se také zajistily podmínky, které umožnily vytvoření standardních sond phased array pro běžné oblasti použití.

Sorry, this page is not available in your country
Let us know what you're looking for by filling out the form below.
Sorry, this page is not available in your country