復(fù)合材料層壓板分層缺陷超聲相控陣檢測(cè)與評(píng)估

曹弘毅，馬蒙源，丁國強(qiáng)，姜明順，孫 琳，張 雷，賈 磊，田愛琴，梁建英

(1 山東大學(xué) 控制科學(xué)與工程學(xué)院，濟(jì)南 250061；2 中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司，山東 青島 266111)

碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料(carbon fiber reinforced polymer，CFRP)作為高性能結(jié)構(gòu)材料，具有比強(qiáng)度高、比剛度大、耐腐蝕、可設(shè)計(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、軌道交通和船舶等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用[1-2]。但由于復(fù)合材料的特殊制造工藝及其多鋪層的特點(diǎn)，導(dǎo)致在制造過程中容易出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，伴隨著某些制造缺陷的產(chǎn)生，常見的缺陷有分層、夾雜、脫粘、孔隙等，嚴(yán)重影響材料結(jié)構(gòu)性能。并且缺陷在服役過程中由于應(yīng)力作用不斷擴(kuò)展，大大降低結(jié)構(gòu)件的殘余強(qiáng)度，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體失效或其他災(zāi)難性后果[3]。因此，復(fù)合材料缺陷檢測(cè)是復(fù)合材料制造過程中需要關(guān)注的焦點(diǎn)。

復(fù)合材料具有各向異性及多鋪層界面特性，導(dǎo)致其界面行為及缺陷信號(hào)特征復(fù)雜。而無損檢測(cè)與評(píng)估技術(shù)能夠提供復(fù)合材料內(nèi)部損傷的基礎(chǔ)信息，是缺陷定量評(píng)估及損傷行為分析的一種有效手段[4-6]。因此，很多學(xué)者對(duì)復(fù)合材料無損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了廣泛研究，常用無損檢測(cè)技術(shù)包括超聲[7]、Lamb波[8]、紅外熱成像[9-10]等。超聲相控陣技術(shù)具有聲束靈活可控、檢測(cè)精度和靈敏度高、檢測(cè)效率高等優(yōu)勢(shì)，被認(rèn)為是一種非常有發(fā)展?jié)摿Φ臒o損檢測(cè)方法，在復(fù)合材料無損檢測(cè)領(lǐng)域受到越來越多的關(guān)注[6]。Nageswaran等[11]通過在CFRP試樣中預(yù)埋特氟龍薄膜制備分層缺陷，并使用超聲相控陣技術(shù)對(duì)其檢測(cè)，準(zhǔn)確識(shí)別出預(yù)埋缺陷形狀，但并未對(duì)缺陷進(jìn)行定量評(píng)估；徐娜等[12]利用線型相控陣換能器對(duì)L型構(gòu)件R區(qū)進(jìn)行檢測(cè)，通過對(duì)相控陣聚焦法則的優(yōu)化設(shè)計(jì)，準(zhǔn)確檢測(cè)出R區(qū)分層缺陷形狀及深度，但未對(duì)缺陷尺寸進(jìn)行定量評(píng)估；張冬梅等[13]利用超聲相控陣技術(shù)對(duì)復(fù)合材料R區(qū)分層缺陷進(jìn)行檢測(cè)，通過對(duì)線陣及弧陣相控陣探頭的實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)試樣厚度及缺陷深度進(jìn)行了定量測(cè)量，缺少對(duì)缺陷尺寸的定量分析；李健等[14]利用超聲相控陣檢測(cè)A掃數(shù)據(jù)，結(jié)合小波包與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，對(duì)CFRP分層、夾雜和脫粘缺陷進(jìn)行分類，有效提高了缺陷的檢測(cè)效率，但是僅限對(duì)缺陷進(jìn)行定性分析識(shí)別，未進(jìn)行有效的定量評(píng)估；Meola等[15]利用超聲相控陣技術(shù)對(duì)CFRP中預(yù)埋分層缺陷進(jìn)行了檢測(cè)，并和紅外熱成像技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，證明超聲相控陣技術(shù)能夠有效檢測(cè)出預(yù)埋缺陷的形狀、尺寸和深度，但其僅預(yù)埋一個(gè)直徑20 mm的圓形缺陷，數(shù)量較少且直徑較大，不利于對(duì)超聲相控陣技術(shù)檢測(cè)能力進(jìn)行充分評(píng)估；Caminer等[16]為充分評(píng)估超聲相控陣技術(shù)對(duì)CFRP分層缺陷的檢測(cè)能力，制備了預(yù)埋多種不同材質(zhì)、形狀、尺寸及埋深分層缺陷的試樣，并對(duì)鋪層方式及厚度對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響做了研究，但其制作工藝及缺陷材質(zhì)特性導(dǎo)致其預(yù)埋分層缺陷易產(chǎn)生變形，一定程度上影響對(duì)檢測(cè)結(jié)果的定量評(píng)估，且缺陷尺寸較大(≥10 mm)也不利于對(duì)超聲相控陣檢測(cè)能力的評(píng)估。上述研究中受限于分層試樣的制作效果，對(duì)分層缺陷的檢測(cè)誤差分析較少；此外，預(yù)埋缺陷數(shù)量較少、直徑較大，不能對(duì)超聲相控陣檢測(cè)能力進(jìn)行很好的評(píng)估。

針對(duì)上述問題，本工作首先制備含有不同埋深及尺寸分層缺陷的CFRP層壓板試樣；然后利用超聲相控陣技術(shù)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，通過S掃描與C掃描圖像對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析與測(cè)量，并結(jié)合聲場仿真對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行誤差分析，實(shí)現(xiàn)了試樣分層缺陷的可視化分析與定量評(píng)估。

1 實(shí)驗(yàn)材料及方法

1.1 分層缺陷試樣

超聲信號(hào)在復(fù)合材料傳播過程中，當(dāng)內(nèi)部存在損傷或缺陷時(shí)，由于聲阻抗的不同，將會(huì)導(dǎo)致入射聲波發(fā)生反射、衍射等行為。聲波的反射強(qiáng)度(能量)與缺陷的物理性質(zhì)(如密度、彈性常數(shù))有關(guān)：

(1)

式中：R為入射聲波在缺陷界面的聲壓反射系數(shù)；νD為入射聲波在缺陷中的傳播速率；ρD為缺陷區(qū)密度；νC為入射聲波在復(fù)合材料中的傳播速率；ρC為復(fù)合材料的密度。R值越大，表明聲波反射越強(qiáng)烈。因此，選擇聲阻抗與復(fù)合材料相近的聚酰亞胺薄膜作為分層缺陷，聲波在缺陷處反射信號(hào)較弱，能夠有效地評(píng)估超聲相控陣對(duì)分層缺陷的檢測(cè)能力，且聚酰亞胺耐高溫可有效防止預(yù)埋缺陷在制備過程中的扭曲變形。

分層缺陷試樣尺寸為250 mm×200 mm，厚度為3.0 mm。原材料為東麗T300編織碳纖維斜紋預(yù)浸布(FAW200/69)，克重200 g/m2，單層名義厚度0.25 mm。試樣鋪層方式[90/0]7，共14層，其中0°方向?yàn)殚L邊方向。通過在鋪層之間預(yù)埋聚酰亞胺薄膜制備分層缺陷，薄膜厚度為0.025 mm。試樣鋪層及缺陷埋入方式如圖1所示，預(yù)埋位置共3處，分別為淺層(第2，3鋪層之間)、中間層(第7，8鋪層之間)、深層(第11，12鋪層之間)，每層預(yù)埋4個(gè)圓形缺陷，直徑分別為12，9，6，3 mm。聚酰亞胺薄膜預(yù)埋入鋪層時(shí)噴涂適量脫模劑，阻止其與預(yù)浸布鋪層發(fā)生粘連，有效防止其在試樣固化成型過程中發(fā)生扭曲變形。試樣使用熱壓罐成型工藝制備，將鋪疊后的試樣毛坯密封于真空袋內(nèi)，抽真空后放入熱壓罐中，按照預(yù)浸布固化工藝進(jìn)行升溫、升壓、固化成型，固化溫度與壓力分別為130 ℃，600 kPa。

圖1 試樣尺寸及缺陷預(yù)埋方式

鋪疊后試樣名義厚度為3.5 mm，但在試樣制備過程中由于高溫高壓作用，試樣成品最終厚度約為3 mm。假定固化過程中各鋪層具有相同的壓縮量，則各層分層缺陷預(yù)埋深度(ds)分別為淺層0.43 mm、中間層1.50 mm、深層2.34 mm。

1.2 超聲相控陣檢測(cè)技術(shù)

超聲相控陣檢測(cè)原理如圖2所示，超聲相控陣技術(shù)可以同時(shí)對(duì)陣列探頭中的多個(gè)晶元進(jìn)行激勵(lì)，通過控制每個(gè)晶元的激發(fā)延遲時(shí)間，實(shí)現(xiàn)發(fā)射聲束的自動(dòng)偏轉(zhuǎn)與聚焦；在反射信號(hào)處理過程中，對(duì)每個(gè)晶元接收到的反射信號(hào)進(jìn)行時(shí)間延遲校準(zhǔn)，然后進(jìn)行疊加處理即可得到當(dāng)前檢測(cè)點(diǎn)的反射信號(hào)。檢測(cè)過程中，通過對(duì)激發(fā)孔徑和聚焦法則的設(shè)置，可以動(dòng)態(tài)調(diào)整發(fā)射聲束的偏轉(zhuǎn)方向、聚焦深度和焦點(diǎn)大小。

圖2 超聲相控陣檢測(cè)原理

相控陣探頭接收到的原始信號(hào)以A掃描的形式被記錄，每一掃查點(diǎn)的入射波、缺陷波及底面波以幅值-時(shí)間(或厚度)曲線的形式顯示。通過不同成像算法對(duì)A掃信號(hào)進(jìn)行處理，可得到超聲S掃與C掃圖像。超聲相控陣檢測(cè)視圖如圖3所示，對(duì)于線性聚焦掃查方式，超聲S掃描圖像為橫斷面視圖，由探頭陣列方向的A掃描信號(hào)處理后得到，能夠提供缺陷深度信息及斷面形狀；超聲C掃描圖像為平面視圖，由掃查區(qū)域內(nèi)所有A掃信號(hào)處理后得到，包括幅值或深度兩種不同的視圖形式，能夠提供缺陷平面形狀及尺寸信息。

圖3 超聲相控陣檢測(cè)視圖

超聲相控陣檢測(cè)系統(tǒng)如圖4所示，主機(jī)為OmniScan MX2便攜式超聲相控陣探傷儀，相控陣探頭選擇線性陣列近壁探頭(5L64-NW1)，晶元數(shù)為64，晶元中心間距為1 mm，探頭中心頻率為5 MHz。為解決檢測(cè)近表面盲區(qū)問題，使用高度為20 mm的有機(jī)玻璃楔塊。在楔塊與被檢試樣之間使用純凈水作為耦合劑，確保超聲信號(hào)能夠順利經(jīng)楔塊射入試樣，探頭在掃查方向的行程位置通過ENC1-2.5-DE編碼器獲取。

圖4 超聲相控陣檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置

相控陣探頭聚焦法則選擇線性聚焦方式，超聲聲束只聚焦不偏轉(zhuǎn)。設(shè)置激活孔徑為8，晶元步距為1，即每次通過軟件控制激發(fā)8個(gè)晶元產(chǎn)生超聲聲束，然后從第1個(gè)晶元到第64個(gè)晶元依次移動(dòng)激發(fā)。在不移動(dòng)探頭的情況下即可獲取57(64-8+1)個(gè)掃查點(diǎn)，掃查寬度約為57 mm。采用單線掃查方式對(duì)試樣進(jìn)行檢測(cè)，一次掃查可覆蓋寬度為57 mm。因此，需要對(duì)試樣進(jìn)行3次單線掃查，每次掃查只檢測(cè)同一埋深位置的分層缺陷。掃查方案如圖5所示，單線掃查方向?yàn)樵嚇娱L邊方向，圖中CFRP板為分層缺陷試樣實(shí)物。

圖5 掃查方案

為準(zhǔn)確獲得缺陷深度信息，檢測(cè)前需要對(duì)試樣中的聲速進(jìn)行校準(zhǔn)。試樣厚度通過測(cè)量其4個(gè)邊的中心位置厚度，然后取平均值得到。選擇試樣中無明顯制造缺陷的位置進(jìn)行聲速校準(zhǔn)，試樣校準(zhǔn)聲速為2857.1 m/s。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

圖6為單線掃查的結(jié)果圖像，包含A掃、S掃和C掃視圖，S掃和C掃圖像均對(duì)A掃信號(hào)幅值進(jìn)行顏色編碼，建立信號(hào)幅值與圖像顏色的對(duì)應(yīng)關(guān)系，信號(hào)幅值強(qiáng)度范圍0%(白色)到100%(紅色)。C掃描成像結(jié)果與A掃描圖像中設(shè)定的閘門(Gate A)范圍和閾值緊密相關(guān)，當(dāng)反射信號(hào)在閘門范圍內(nèi)且幅值大于設(shè)定閾值時(shí)，被識(shí)別為有效反射信號(hào)，因此需要準(zhǔn)確設(shè)置閘門參數(shù)。檢測(cè)前先對(duì)試樣無缺陷區(qū)域進(jìn)行掃查，分析其噪聲信號(hào)幅值強(qiáng)度。掃查結(jié)果顯示，試樣噪聲信號(hào)幅值均在15%以下。為保證成像效果，閘門閾值應(yīng)稍高于噪聲幅值，因此實(shí)驗(yàn)中設(shè)定閘門閾值為20%。

圖6 掃查結(jié)果視圖

由于復(fù)合材料自身具有各向異性及多層界面特性，超聲信號(hào)在其內(nèi)部傳播過程中衰減嚴(yán)重，深層反射信號(hào)較弱，導(dǎo)致深層缺陷檢測(cè)尺寸偏小或出現(xiàn)漏檢。而且試樣中所預(yù)埋的聚酰亞胺缺陷聲阻抗與復(fù)合材料相近，缺陷界面反射信號(hào)能力較弱，進(jìn)一步減弱了深層反射信號(hào)強(qiáng)度。因此，在對(duì)分層缺陷試樣進(jìn)行超聲相控陣檢測(cè)時(shí)，使用時(shí)間校正增益技術(shù)增強(qiáng)反射信號(hào)[17]，改善深層信號(hào)質(zhì)量，提高檢測(cè)精度。設(shè)定增益后，底部反射信號(hào)幅值與上表面反射信號(hào)幅值相同。

2.1 C掃描幅值圖像分析

圖7為分層缺陷C掃描幅值圖像，可以看出，預(yù)埋的12個(gè)分層缺陷被全部檢出，缺陷形狀近似圓形，與預(yù)埋的圓形薄片基本一致，且缺陷圓形區(qū)域內(nèi)顏色無明顯差別，表明預(yù)埋薄膜未發(fā)生明顯褶皺變形。圖中分層缺陷與其他區(qū)域顏色差別較明顯，圖像顏色為紅色或黃色，反射信號(hào)較強(qiáng)；其他區(qū)域圖像顏色為藍(lán)色，反射信號(hào)較弱。除缺陷外其他區(qū)域顏色均勻，試樣無明顯其他制備缺陷。

圖7 分層缺陷C掃描幅值圖像

圖7(a)～(c)中同一埋深處分層缺陷圖像顏色基本相同，反射信號(hào)強(qiáng)度相近。但仍然能夠觀察到隨著缺陷直徑的減小，缺陷顏色變淺，說明缺陷越小其反射信號(hào)能力越弱，越不容易被檢測(cè)。圖7(a)，(b)中缺陷中心在同一水平位置，與鋪層時(shí)預(yù)埋位置一致，制備過程中未發(fā)生偏移；而圖7(c)中3 mm缺陷中心位置相比其他3個(gè)缺陷有明顯下移，說明此缺陷在制備過程中發(fā)生了移位。對(duì)比不同埋深分層缺陷圖像顏色可知，隨著缺陷埋深的增大，缺陷圖像顏色由紅變黃，反映出隨著缺陷埋深的增加其反射信號(hào)越來越弱。

為對(duì)分層缺陷尺寸進(jìn)行定量評(píng)估，使用-6 dB方法[18-19]對(duì)超聲相控陣檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行定量測(cè)量，此方法中分層缺陷邊界為信號(hào)幅值下降到缺陷區(qū)域內(nèi)最大幅值的50%時(shí)位置。使用OmniPC 4.4軟件的數(shù)據(jù)分析功能，首先利用數(shù)據(jù)光標(biāo)定位缺陷內(nèi)最大幅值點(diǎn)，獲取缺陷內(nèi)最大幅值，然后根據(jù)-6 dB方法確定缺陷邊界，實(shí)現(xiàn)缺陷長度與寬度的測(cè)量，分層缺陷長度與寬度檢測(cè)誤差分別如圖8(a)，(b)?？擅黠@看出，超聲相控陣檢測(cè)結(jié)果比缺陷實(shí)際尺寸稍微偏大，長度測(cè)量值誤差均比寬度測(cè)量值誤差大，寬度測(cè)量值更接近缺陷實(shí)際直徑。

圖8 分層缺陷檢測(cè)誤差

由于線陣超聲相控陣探頭只能沿陣元寬度(步進(jìn)方向)聚焦，對(duì)選定超聲探頭，聚焦聲束焦斑尺寸是由激活孔徑、聚焦深度決定。為對(duì)上述誤差原因進(jìn)行準(zhǔn)確分析，建立基于瑞利積分的固固界面多點(diǎn)源三維聲場模型，使用MATLAB對(duì)平行于試樣平面方向超聲聲場進(jìn)行仿真[20]。仿真中楔塊密度為1.18 g/cm3，縱波聲速為2730 m/s，聚焦深度為3 mm，激活孔徑為8。圖9為聚焦點(diǎn)位置處平面聲場仿真結(jié)果，能夠直觀觀察到超聲聲束在步進(jìn)方向聚焦效果較好，掃查方向上焦斑尺寸較大大，使用-6 dB方法測(cè)量聚焦聲場在掃查方向與步進(jìn)方向尺寸分別為5.7，1.9 mm。

圖9 聚焦點(diǎn)位置聲場仿真圖像

根據(jù)上述仿真結(jié)果，當(dāng)聲束沿掃查方向向缺陷移動(dòng)時(shí)，聚焦點(diǎn)中心到達(dá)缺陷邊緣前已經(jīng)產(chǎn)生較強(qiáng)缺陷反射信號(hào)(信號(hào)幅值大于設(shè)定閘門閾值)。在圖7中可以發(fā)現(xiàn)，隨著探頭在掃查方向移動(dòng)，反射信號(hào)逐漸增強(qiáng)，導(dǎo)致圖像顏色逐漸變深；同樣在探頭遠(yuǎn)離缺陷時(shí)也會(huì)發(fā)生部分聲束反射現(xiàn)象，反射信號(hào)逐漸變?nèi)?，圖像顏色逐漸變淺。相控陣超聲聚焦聲場的不對(duì)稱導(dǎo)致缺陷檢測(cè)尺寸的不對(duì)稱結(jié)果，在步進(jìn)方向聚焦焦斑尺寸更小，檢測(cè)結(jié)果更接近真實(shí)值。聚焦聲束焦斑掃查方向與步進(jìn)方向尺寸差值為4 mm，而缺陷檢測(cè)結(jié)果在兩個(gè)方向的誤差差值約2 mm，為焦斑尺寸差值的一半。因此，在實(shí)際工程應(yīng)用中，應(yīng)該以步進(jìn)方向檢測(cè)結(jié)果為準(zhǔn)，為準(zhǔn)確檢測(cè)缺陷長寬尺寸可對(duì)缺陷進(jìn)行兩次方向垂直的掃查。

為驗(yàn)證上述分析的正確性，調(diào)整掃查方向?yàn)樵嚇佣踢叿较?與原掃查方向垂直)，對(duì)不同埋深的3 mm缺陷進(jìn)行單線掃查。掃查結(jié)果如圖10所示，調(diào)整后缺陷掃查方向尺寸依然大于步進(jìn)方向尺寸，驗(yàn)證了上述分析的正確性。

圖10 3 mm缺陷C掃幅值圖像

綜上，超聲相控陣C掃描幅值圖像能夠直觀呈現(xiàn)分層缺陷沿鋪層方向的形狀，對(duì)最小直徑3 mm缺陷依然有很好的檢測(cè)效果。在對(duì)分層缺陷進(jìn)行定量評(píng)估時(shí)，特別是對(duì)于小尺寸缺陷，應(yīng)對(duì)缺陷進(jìn)行兩次不同方向掃查并以步進(jìn)方向檢測(cè)結(jié)果為準(zhǔn)，以提高定量評(píng)估準(zhǔn)確性。

2.2 C掃描深度圖像分析

圖11為分層缺陷C掃描深度圖像，圖中同一埋深處缺陷深度顏色基本相同，說明缺陷埋深相同，與缺陷預(yù)埋在同一鋪層一致；對(duì)比不同埋深缺陷圖像，淺層、中層、深層缺陷圖像顏色分別為黃色、綠色、藍(lán)色，圖像顏色所代表缺陷埋深基本與預(yù)設(shè)埋深ds一致。

圖11 分層缺陷C掃描深度圖像

為對(duì)缺陷深度進(jìn)行定量評(píng)估，選取圖像中缺陷中心位置深度作為檢測(cè)深度(dt)，表1為缺陷深度檢測(cè)結(jié)果。中間層及底層缺陷埋深檢測(cè)結(jié)果較準(zhǔn)確，最大誤差僅為0.04 mm；而淺層缺陷埋深檢測(cè)結(jié)果誤差相對(duì)較大，4處缺陷埋深誤差均為0.11 mm。超聲相控陣對(duì)分層缺陷深度檢測(cè)精度較高，但對(duì)于近表層缺陷深度誤差相對(duì)較大。

表1 分層缺陷深度

2.3 S掃描圖像分析

S掃圖像是基于信號(hào)渡越時(shí)間的試樣斷面深度圖像，不同埋深分層缺陷中心位置S掃描圖像如圖12所示，圖中上表面波與底面波圖像顏色為紅色，表明信號(hào)在此處發(fā)生較強(qiáng)的界面(楔塊-試樣界面、試樣-空氣界面)反射，而缺陷圖像顏色相比要淺很多，說明缺陷反射信號(hào)較弱；另外在缺陷下部均未發(fā)現(xiàn)明顯聲影，說明聲波在遇到缺陷后大部分發(fā)生透射，與缺陷所用聚酰亞胺材質(zhì)聲阻抗特性一致。圖中分層缺陷外其他位置能夠明顯觀察到淺藍(lán)色橫向條紋，表明在鋪層界面處發(fā)生了超聲弱反射現(xiàn)象，說明超聲相控陣技術(shù)具有很高的縱向分辨力。

圖12 分層缺陷S掃描圖像

S掃圖像能夠反映試樣整個(gè)厚度區(qū)間的斷面信息，更加直觀地觀察到不同埋深缺陷在試樣厚度方向上的位置及缺陷斷面形狀。并且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)試樣厚度、缺陷深度及缺陷斷面尺寸的定量檢測(cè)(詳見圖中標(biāo)注尺寸)。圖像上缺陷斷面形狀為直線，說明缺陷未發(fā)生扭曲變形。缺陷中心位置斷面尺寸與通過C掃描測(cè)量的寬度信息基本一致，缺陷形狀為圓形相符。

3 結(jié)論

(1)實(shí)驗(yàn)所制備的分層缺陷標(biāo)準(zhǔn)試樣效果較好，缺陷實(shí)際形狀、深度及尺寸置信度較高，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)超聲相控陣檢測(cè)能力的評(píng)估。

(2)仿真結(jié)果顯示，相控陣超聲聚焦聲束的不對(duì)稱導(dǎo)致了檢測(cè)結(jié)果的不對(duì)稱，步進(jìn)方向尺寸誤差較小，在工程應(yīng)用中對(duì)缺陷定量分析時(shí)應(yīng)以此方向結(jié)果為準(zhǔn)。

(3)定量測(cè)量結(jié)果表明，超聲相控陣技術(shù)能夠準(zhǔn)確識(shí)別分層缺陷形狀、尺寸及位置，對(duì)不同深度及尺寸的分層缺陷均具有很好的檢測(cè)效果，尺寸檢測(cè)結(jié)果誤差<1 mm，深度檢測(cè)結(jié)果誤差<0.1 mm。

(4)超聲相控陣C掃圖像能夠呈現(xiàn)缺陷形狀及大小，S掃描圖像能夠揭示缺陷位置及斷面形狀，結(jié)合C掃描圖像與S掃描圖像，可實(shí)現(xiàn)對(duì)分層缺陷的可視化檢測(cè)分析，是對(duì)分層缺陷進(jìn)行定性分析與定量檢測(cè)的有效手段。