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| 編輯推薦： |
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本书是一本无损检测人员学习和考证的培训教材，由中车及众多行业权威专家编著，为国内首本实用性的相控阵培训教材，与超声波检测技术及应用、目视检测技术及应用、磁粉检测技术及应用、渗透检测技术及应用构成了无损检测培训系列教材，适合从事无损检测方面的企业生产一线人员、质量管理及检测人员、安全监督人员、工艺技术人员、研究机构及大专院校相关专业师生阅读学习。
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本书是一本相控阵超声波检测人员资格鉴定认证的培训教材，由中国中车焊接和无损检测培训中心组织行业专家按照ISO/TR 25107—2016《无损检测 无损检测人员培训大纲》、GB/T 9445—2015《无损检测 人员资格鉴定与认证》和EN473/ISO 9712—2015《无损检测 人员资格鉴定与认证》标准要求编写而成。本书共分12章，主要内容包括：概述、超声波检测物理基础、探头、声束合成、相控阵扫描显示和扫查方式、相控阵超声波检测仪器、相控阵超声波检测系统校准检查、检测灵敏度、检测和结果评定、相控阵超声波检测技术在轨道交通领域中的应用、相控阵超声波检测技术的其他应用和工艺规程等。本书既注重理论与实践应用的结合，又紧跟现代科学技术的发展，并及时介绍国内外相控阵超声波检测的新观点和新技术。本书除作为相控阵超声波检测人员资格鉴定认证培训教材外，也可供各企业生产一线人员、质量管理及检测人员、安全监督人员、工艺技术人员、研究机构及大专院校相关专业师生学习参考。
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前言第1章 概述11.1相控阵超声波检测技术的发展11.2相控阵超声波检测的优点和局限性11.2.1优点11.2.2局限性2第2章 超声波检测物理基础32.1波的反射32.2波的折射32.3波的衍射32.4偏振32.5干涉42.6相干波源42.7惠更斯原理42.8波阵面的形成5第3章 探头73.1相控阵探头类型83.1.1线阵83.1.2矩阵93.1.3环阵103.1.4 Rho-theta阵列103.1.5其他阵列类型113.2探头和楔块的选择123.2.1频率和带宽123.2.2延迟和楔块角度123.2.3阵列尺寸133.2.4楔块143.2.5楔块上的探头14第4章 声束合成154.1声束偏转和聚焦174.2相控阵探头术语184.2.1激发孔径194.2.2非主动孔径194.2.3有效激发孔径194.2.4横向分辨力、角分辨力和轴向分辨力204.2.5主瓣224.2.6旁瓣224.2.7栅瓣224.2.8声束变迹234.3延迟计算244.3.1声束聚焦计算244.3.2声束偏转计算254.4费马定理274.5聚焦法则274.6声场284.6.1近场区294.6.2聚焦形状294.6.3焦距304.6.4聚焦增益324.6.5归一化焦距334.6.6声束尺寸334.6.7焦区344.6.8声束扩散和半扩散角374.7相控阵声束特性374.7.1矩形探头计算384.7.2角分辨力计算404.8声束偏转极限434.9灵敏度和信噪比（S/N）45第5章 相控阵扫描显示和扫查方式465.1聚焦法则设置465.1.1扇扫描465.1.2电子（线性）扫描475.1.3固定声束扫描475.1.4性能对比485.2扫查方式485.2.1栅格扫查485.2.2斜向扫查495.2.3螺旋扫查495.2.4螺线扫查505.3编码扫查方式505.3.1往复扫查515.3.2单向扫查515.3.3沿线扫查（单轴扫查方式）515.4声束控制组合技术52第6章 相控阵超声波检测仪器536.1概述536.2超声波采集模式546.3发射器类型556.4图像形成556.5变迹586.6模拟与数字声束成形对比596.7相控阵超声波检测仪器进展596.8设备硬件基础606.8.1脉冲发生器和接收器606.8.2数据采集和自动化系统686.8.3运行（自动化和半自动化系统）716.8.4扫查和数据采集756.8.5扫查装置856.8.6扫描显示和扫描装备866.8.7存储和数字化89第7章 相控阵超声波检测系统校准检查937.1仪器线性校准937.1.1时基线性（水平线性）947.1.2显示高度线性967.1.3幅值控制线性987.2阵元有效性的评定1007.2.1手工检查1007.2.2预设程序1017.3声束角度和偏移点的确定1027.4声束特性1047.5相控阵声束偏转极限的确定1067.6用于系统验证的校准块109第8章 检测灵敏度1108.1用于费马计算的参数1108.1.1声速的确定1128.1.2楔块延迟时间的确定1138.1.3衰减的补偿1148.2检测灵敏度反射体1168.2.1内部反射体1178.2.2表面反射体1188.3对不定向缺欠的敏感性1198.4手动校准和自动校准1208.4.1参考灵敏度DAC曲线的绘制1208.4.2参考灵敏度TCG曲线的绘制121第9章 检测和结果评定1239.1检测技术1239.1.1接触技术和液浸技术1239.1.2手工检测和自动检测1239.1.3聚焦形式1259.1.4扫描范围1269.2数据采集和分析1279.2.1参数设置1279.2.2文件结构1319.2.3软件选项1329.2.4数据分析1359.3材料加工形式和缺欠类型1379.3.1材料加工形式1379.3.2缺欠类型1389.4结果评定1389.4.1几何结构信号1399.4.2缺欠显示1409.4.3缺欠定性1429.4.4缺欠定量146第10章 相控阵超声波检测技术在轨道交通领域中的应用14910.1车轴相控阵超声波检测14910.1.1车轴14910.1.2检测方法15010.1.3数据分析15210.2齿轮相控阵超声波检测15310.3螺栓不解体相控阵导波在役检测15810.3.1螺栓15810.3.2检测部位和缺欠15810.3.3检测方法15810.3.4数据分析15910.4钢轨相控阵超声波检测16110.4.1钢轨16110.4.2检测部位和缺欠16110.4.3检测方法16210.4.4数据分析165第11章 相控阵超声波检测技术的其他应用17111.1奥氏体不锈钢焊缝相控阵超声波检测17111.2复合材料相控阵超声波检测17511.3相控阵二维成像管道腐蚀检测179第12章 工艺规程18112.1范围18112.2规范性引用文件18112.3术语及定义18212.4安全18212.5人员资质18212.6焊缝标识和零位18212.7扫查面准备18312.8检测区域18312.9检测设备18312.10设备校验18412.11设备检查18612.12检测技术18612.13结果评定（验收准则）18612.14检测结果记录18712.15违规行为187附录188附录A出射点公式188附录B25～44mm板厚对接焊缝检测技术190参考文献193
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相控阵超声波检测技术是超声波检测方法的新兴技术，目前应用于医学和工业领域，在生命安全、设备和装备制造、检修、运行，以及在产品质量的保证，提高生产率，降低生产成本等方面正发挥着越来越大的作用。相控阵超声波检测技术应用的正确性、规范性、有效性及可靠性，一方面取决于所采用的技术和装备水平，另一方面取决于检测人员的知识水平和判断能力。无损检测人员所承担的职责要求他们具备相应的无损检测理论知识和综合技术素质。因此，必须制订相应的规则和程序，对相控阵超声波检测相关人员进行培训与考核，鉴定他们是否具备这种资格。为进一步提高轨道交通装备行业无损检测技术保障水平和能力，研究并建立与国际惯例接轨、适应新时期发展需要的轨道交通行业无损检测人员合格评定制度势在必行。鉴于国内外有关相控阵超声波检测方面的著作较少，并且没有适用于轨道交通行业无损检测人员资格鉴定与认证要求的教材。为此，中国中车焊接和无损检测培训中心组织行业专家编写了本书。全书共分为概述、超声波检测物理基础、探头、声束合成、相控阵扫描显示和扫查方式、相控阵超声波检测仪器、相控阵超声波检测系统校准检查、检测灵敏度、检测和结果评定、相控阵超声波检测技术在轨道交通领域中的应用、相控阵超声波检测技术的其他应用和工艺规程等12章。本书通俗易懂，简明扼要，图文并茂，是广大相控阵超声波检测人员培训、日常检测的工具书，也可作为设计、工艺、管理及检验人员了解相控阵超声波检测的参考资料。本书结合技能操作人员的特点，力求实用，并尽量与欧盟及国际上通行的无损检测等级技术培训及认证要求相适应。在本书的编写过程中，中车科技质量与信息化中心、中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司各级领导及中车无损检测技术委员会各位委员提供了宝贵的建议和支持，培训中心的各位同仁进行了缺陷图谱的研制、拍摄、收集及整理工作，并在文字校对等方面做了大量具体的工作，在此向他们表示真诚的谢意。由于编者水平有限，难免存在诸多不足之处，恳请广大读者不吝指正。愿本书能够为轨道交通装备行业无损检测人员水平的提高、保证无损检测技术的正确应用和促进无损检测专业的发展起到积极的推动作用。本书编写过程中得到了许多国内外同行专家的指导和支持，谨此致谢！ 著者2021年5月16日
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