环向偏角状态下超声内检测探头阵列声场模拟分析

压电超声内检测器检测含缺陷管道时,压电晶片加工、探头装配、管道几何结构不标准会导致探头与被检测管道处于环向偏转状态,对检测精度有显著干扰。基于超声内检测实验条件,采用COMSOL软件在0°~5°范围内建立环向偏角状态下的探头阵列声场有限元分析模型,研究环向偏角对声场特性的影响规律。结果表明:探头表面处声功率的模拟与实验数据最大偏差为1.54%,精度满足研究需求;随环向偏角增大,缺陷表面回波的声功率在0°~1°范围内锐减、在1°~5°范围内呈指数式递减;探头有效检测的临界环向偏角值为5.66°,大于工程上可能出现的最大偏角3.97°,该型检测器在工程应用时环向偏角不会导致检测盲区。