CN103018334B - 汽轮机叶片菌型根部超声成像检测方法及相控阵换能装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽轮机叶片菌型根部超声成像检测方法和一种相控阵换能装置，本发明采用的超声相控阵检测方法及换能器具有良好的声束可达性，通过使用楔块改变超声发射声束，使该声束能入叶片菌型根部内部覆盖所有重点检测部位能对复杂几何形状的工件进行全面成像检查，在不移动或少移动探头的情况下，优化控制焦点尺寸，焦区深度和声束方向，在检测速度，范围，分辨率，信噪比和灵敏度等方面均得到提高，并且成像直观，缺陷反射回波可迅速准确定位。

Description

汽轮机叶片菌型根部超声成像检测方法及相控阵换能装置

技术领域

本发明涉及一种超声成像检测方法及相控阵换能装置，尤其涉及一种汽轮机叶片菌型根部超声成像检测方法及相控阵换能装置。

背景技术

目前,汽轮机转子叶片作为重要的受监金属部件，除了承受巨大的交变应力和扭矩之外，还要承受高温高速汽体的冲击，叶片菌型根部是叶片与轮缘相连接的部分，为了保证在任何运行条件下叶片都能牢靠地固定在叶轮上，叶片菌型根部埋藏在叶轮内部。若叶片菌型根部存在缺陷而不能及时发现，将会叶片在转动过程中出现飞脱现象，造成严重的生产事故。因此，对叶片菌型根部进行预防性检查是消除设备隐患、确保机组安全运行的重要手段。

叶片菌型根部在超超临界发电机组中大量应用，以某600MW发电机组汽轮机为例，其高压转子二级动叶片、中压转子末三级动叶片和低压转子前五级动叶片均为叶片菌型根部。叶片菌型根部的形状如图1所示，其中，D1为75mm，D2为45.5mm，D3为17mm，D4为25mm，D5为33.5mm，夹角A为24.8°。叶片菌型根部结构复杂，应力集中部位较多，缺陷多存在于菌型齿弧面部位。目前的现有技术中，对叶片菌型根部检测多采用常规超声检测，常规超声检测主要采用纵波、横波的一次脉冲反射法，仅能检测到叶片菌型根部第一齿弧面位置，其余部分几乎全部处于失检状态。并且，检测过程中存在干扰因素多的缺点，对检测人员要求很高，检测准确性不佳。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽轮机叶片菌型根部超声成像检测方法及相控阵换能装置，具有良好的声束可达性，能够对复杂几何形状的叶片菌型根部进行全面准确地成像检查。

本发明采用下述技术方案：

一种汽轮机叶片菌型根部超声成像检测方法，包括以下步骤

A：选用具备成像功能的相控阵检测仪与相控阵换能器连接，所述的相控阵换能器中心频率为5MHz-10MHz，阵元数目为16-32个，阵元间距为0.5mm-1mm，阵元长度为8mm-10mm，由矩形压电陶瓷晶片构成的阵元以线性形式在平行于换能器基体宽度方向布局，嵌于相控阵换能器基体内，偏转角范围为15°-75°；

B：在叶片菌型根部进汽侧肩台与出汽侧肩台部位刷涂耦合剂；

C：将相控阵换能器固定在第一楔块上，在叶片菌型根部进汽侧肩台和出汽侧肩台对叶片菌型根部进行扇形扫查，以叶片菌型根部的第一槽前侧圆弧面、第一齿后侧圆弧面和第二槽前侧圆弧面的反射回波为特征回波进行定位，所述的第一楔块底部前切割角为24.8°；将相控阵换能器固定在第二楔块上，在叶片菌型根部出汽侧肩台和出汽侧肩台对叶片菌型根部进行扇形扫查，以叶片菌型根部的第三槽前弧面、第三齿端面和叶片菌型根部端面的反射回波为特征回波进行定位，所述的第二楔块底部后切割角为24.8°，所述的第一楔块和第二楔块采用有机玻璃或聚丙乙烯制成，内部声速为2337m/s；

D：利用相控阵换能器将采集到的反射声波信号转换成电信号，送入相控阵检测仪保存成像，并判读缺陷信息；

E:对受检叶片菌型根部进行质量评定并记录。

所述的C步骤中，按照预设的顺序依次激发阵元晶片，形成扇形扫查，扇形扫查起始角度为15°-45°，终止角度为60°-75°。

所述的C步骤中，扇形扫查时，扇形扫查起始角度为30°，终止角度为70°。

所述的D步骤中，利用相控阵换能器将采集到的反射声波信号转换成电信号，送入相控阵检测仪保存成像，调取叶片菌型根部工件轮廓图，调节工件图形尺寸，使工件图形相应位置对应至反射波位置，反射波即可视为实际反射，同时调整第一齿弧面反射波高至满屏80%，扫差灵敏度为基准反射波增益10dB，通过最终生产的图像判读缺陷信息。

所述的第一楔块和第二楔块顺声束方向设置有消声橡胶，消声橡胶以锯齿方式与第一楔块和第二楔块本体结合，第一楔块和第二楔块通过螺纹孔与换能器螺栓连接。

所述的相控阵检测仪工作频率范围为1MHz-10MHz，水平线性误差不大于2%，垂直线性误差不大于8%。

所述的相控阵换能器为倒T形，长28mm，宽15mm，高24mm。

一种相控阵换能装置，包括相控阵换能器和楔块，所述的相控阵换能器中心频率为5MHz-10MHz，阵元数目为16-32个，阵元间距为0.5mm-1mm，阵元长度为8mm-10mm，由矩形压电陶瓷晶片构成的阵元以线性形式在平行于换能器基体宽度方向布局，嵌于相控阵换能器基体内，偏转角范围为15°-75°，所述的楔块包括底部前切割角为24.8°的第一楔块和底部后切割角为24.8°的第二楔块，第一楔块和第二楔块采用有机玻璃或聚丙乙烯制成，内部声速为2337m/s。

所述的第一楔块和第二楔块顺声束方向设置有消声橡胶，消声橡胶以锯齿方式与第一楔块和第二楔块结合，第一楔块和第二楔块通过螺纹孔与换能器螺栓连接。

所述的相控阵换能器为倒T形，长28mm，宽15mm，高24mm。

本发明采用的超声相控阵检测方法及换能器具有良好的声束可达性，通过使用楔块改变超声发射声束，使该声束能入叶片菌型根部内部覆盖所有重点检测部位能对复杂几何形状的工件进行全面成像检查，在不移动或少移动探头的情况下，优化控制焦点尺寸，焦区深度和声束方向，在检测速度，范围，分辨率，信噪比和灵敏度等方面均得到提高，并且成像直观，缺陷反射回波可迅速准确定位。

附图说明

图1为叶片菌型根部的结构示意图；

图2为本发明所述相控阵换能器的结构示意图；

图3、图4为本发明所述第一楔块的结构示意图；

图5、图6为本发明所述第二楔块的结构示意图；

图7为相控阵换能器配合第一楔块时声束覆盖模拟效果图；

图8为相控阵换能器配合第二楔块时声束覆盖模拟效果图。

具体实施方式

本发明所述的汽轮机叶片菌型根部3超声成像检测方法包括以下步骤：

第一步：选用具备成像功能的相控阵检测仪与相控阵换能器1连接，所述的相控阵检测仪工作频率范围为1MHz-10MHz，水平线性误差不大于2%，垂直线性误差不大于8%；所述的相控阵换能器1为倒T形，长28mm，宽15mm，高24mm，相控阵换能器1的中心频率为5MHz-10MHz，阵元数目为16-32个，阵元间距为0.5mm-1mm，阵元长度为8mm-10mm，由矩形压电陶瓷晶片构成的阵元以线性形式在平行于换能器基体宽度方向布局，嵌于相控阵换能器1基体内，偏转角范围为15°-75°。

第二步：在叶片菌型根部3进汽侧肩台与出汽侧肩台部位刷涂耦合剂。

第三步：将相控阵换能器1通过螺纹孔与第一楔块2固定，按照预设的顺序依次激发阵元晶片，在叶片菌型根部3进汽侧肩台和出汽侧肩台对叶片菌型根部3进行扇形扫查，扇形扫查起始角度为15°-45°，终止角度为60°-75°，最佳角度为起始角度30°，终止角度70°；扫查时，以叶片菌型根部3的第一槽前侧圆弧面、第一齿后侧圆弧面和第二槽前侧圆弧面的反射回波为特征回波进行定位；

将相控阵换能器1通过螺纹孔与第二楔块4固定，按照预设的顺序依次激发阵元晶片，在叶片菌型根部3进汽侧肩台和出汽侧肩台对叶片菌型根部3进行扇形扫查，扇形扫查起始角度为15°-45°，终止角度为60°-75°，最佳角度为起始角度30°，终止角度70°；扫查时，以叶片菌型根部3的第三槽前弧面、第三齿端面和叶片菌型根部3端面的反射回波为特征回波进行定位。

所示的第一楔块2和第二楔块4上设置有与换能器连接的螺纹孔，第一楔块2底部前切割角为24.8°，第二楔块4底部后切割角为24.8°，第一楔块2和第二楔块4采用有机玻璃或聚丙乙烯制成，内部声速为2337m/s；第一楔块2和第二楔块4顺声束方向设置有消声橡胶，消声橡胶以锯齿方式与第一楔块2和第二楔块4本体结合。

第四步：利用相控阵换能器1将采集到的反射声波信号转换成电信号，送入相控阵检测仪保存成像，调取叶片菌型根部3工件轮廓图，调节工件图形尺寸，使工件图形相应位置对应至反射波位置，反射波即可视为实际反射，同时调整第一齿弧面反射波高至满屏80%，扫差灵敏度为基准反射波增益10dB，通过最终生产的图像判读缺陷信息。

第五步：对受检叶片菌型根部3进行质量评定并记录。

本发明所述的相控阵换能装置，包括相控阵换能器1和楔块，所述的相控阵换能器1为倒T形，长28mm，宽15mm，高24mm；相控阵换能器1中心频率为5MHz-10MHz，阵元数目为16-32个，阵元间距为0.5mm-1mm，阵元长度为8mm-10mm，由矩形压电陶瓷晶片构成的阵元以线性形式在平行于换能器基体宽度方向布局，嵌于相控阵换能器1基体内，偏转角范围为15°-75°，所述的楔块包括底部前切割角为24.8°的第一楔块2和底部后切割角为24.8°的第二楔块4，第一楔块2和第二楔块4采用有机玻璃或聚丙乙烯制成，内部声速为2337m/s。第一楔块2和第二楔块4顺声束方向设置有用于吸收界面反射声波、减小回波干扰的消声橡胶，消声橡胶以锯齿方式与第一楔块2和第二楔块4结合，第一楔块2和第二楔块4通过螺纹孔与换能器螺栓连接。

现有的相控阵换能器1使用时，声场分布除了主瓣外还会出现副瓣和较高的旁瓣。栅瓣是产生伪像的主要原因之一，但旁瓣的出现会降低主瓣的能量和系统的对比度分辨力，同时也可能会造成伪像。由于系统的横向分辨力主要取决于主瓣的宽度，所以减少主瓣宽度即可提高系统的横向分辨力，综上所述，本发明所述相控阵换能器1的设计主要原则即为最优化波束指向性，抑制旁瓣，消除栅瓣。

换能器涉及的主要参数为：阵元数量为N，阵元中心间距为d，阵元宽度为α，中心波长为λ。

为更好描述波束指向性起见，引入一个参数η，其定义为方向锐角与π的比值，公式如下：

$\mathrm{\η}=\frac{1}{\mathrm{\π}}[{\sin }^{-1}({\sin \mathrm{\θ}}_s+\frac{\mathrm{\λ}}{\mathrm{Nd}})-{\sin }^{-1}({\sin \mathrm{\θ}}_s-\frac{\mathrm{\λ}}{\mathrm{Nd}})],$

其中θ_s为点声源与线阵换能器界面法线的夹角，上式中0≤η≤1，η值越小，波束指向性越好，方向锐角不受α的影响；增加N，加大d或减小λ均可获得较低的η值，且N或d趋于无穷时，η值趋于零。但在实际应用中，由于受到控制电路以及换能器体积与质量的限制，N较少时(N<8)，η值急剧下降；N趋于无穷时，η值接近于零；N>32后，η值的变化极为微小。因此可知，当d/λ=1/2且θ_s=30°时，16个阵元的阵列即可保证良好的波束指向性。

对于线性矩阵阵列而言，当d达到某一临界值时，第一级栅瓣将会出现。通过确定第一级栅瓣声压峰值的位置，可得临界阵元间距

$d_{\mathrm{cr}}^0=\frac{\mathrm{\&lambda;}}{1+\sin \left({\mathrm{\&theta;}}_s\right)}$

当考虑α时，相控阵的临界阵元间距d_cr不同于两者之间存在偏差Δd。可以用下述公式描述

$\mathrm{\&Delta;d}=d_{\mathrm{cr}}-d_{\mathrm{cr}}^0=-\frac{3\mathrm{\&lambda;}[1-\frac{\mathrm{\&pi;\&alpha;}}{\mathrm{\&lambda;}}\cot \left(\frac{\mathrm{\&pi;\&alpha;}}{\mathrm{\&lambda;}}\right)]}{{\mathrm{\&pi;}}^2(N^2-1)}$

由上式可知，在一个相当大的范围内，Δd值几乎可被忽略；当α趋于λ时，之值趋于无穷大。实际上，α总小于d，故有

$\frac{\mathrm{\&alpha;}}{\mathrm{\&lambda;}}\&le;\frac{\mathrm{\&lambda;}}{1+\sin \left({\mathrm{\&theta;}}_s\right)}(1+\frac{\mathrm{\&Delta;d}}{d_{\mathrm{cr}}^0})$

由上式可知，如果所需的偏转角足够大时，α将限定在λ的某一范围内。另外，即使阵元数量N较少，但α/λ值足够小时，亦可被忽略。这意味着当偏转角较大时，α对d_cr的影响可被忽略，即可用以来近似表示d_cr。当N较大时(如N>16)，随着N的增大，Δd急剧减小。故α对偏转特性的影响很微弱。

旁瓣中幅值最大的波瓣称为第一级旁瓣，其幅值公式为：

$H\left({\mathrm{\&theta;}}_{\mathrm{ps}}\right)=\left|\frac{1}{N\sin \left(\frac{3\mathrm{\&pi;}}{2N}\right)}\frac{{\sin \mathrm{\&theta;}}_s}{\sin \left(\frac{\mathrm{\&pi;\&alpha;}\sin {\mathrm{\&theta;}}_s}{\mathrm{\&lambda;}}\right)}\right|\&times;\left|\frac{\sin (\frac{\mathrm{\&pi;\&alpha;}{\sin \mathrm{\&theta;}}_s}{\mathrm{\&lambda;}}-\frac{3\mathrm{\&pi;\&alpha;}}{2\mathrm{Nd}})}{{\sin \mathrm{\&theta;}}_s-\frac{3\mathrm{\&lambda;}}{2\mathrm{Nd}}}\right|$

由上式可知，相控阵的第一级旁瓣幅值不仅与α有关，还受到N、d、λ、θ_s等参数的影响，且当N→∞时，H(θ_ps)→2π/3。令η＝H(θ_ps)/H₂(θ_ps)，且以θ_s取不同值时，α/λ值增加，H(θ_ps)值亦增加(即α越大，波束指向性越差)；当α<λ/2且θ_s较小时，α对H(θ_ps)值的影响较小。

据上述分析可知，增加阵元数量N，减小波长λ，波束可获得较好的指向性，同时还可抑制第一级旁瓣幅值，但实际制作中阵元数量越多则相控阵形成的声束性能越好，焦点比较明显。但导致电路复杂，成本提高。而阵元数控制在16到32效果较好。过少则声束性能较差，过多则成本过高且改进效果不明显。较短的波长λ需较小的阵元间距，这会受到晶片制作工艺的限制。超声波频率一般应选择中等的频率，使阵元宽度变得较宽，从而优化声束主瓣；同时也能保证超声波在指向性、穿透力方面的优势。

增加阵元间距d可改善波束的指向性，但存在一个既无有害栅瓣又保持良好波束指向性的最佳阵元间距。阵元中心距越大声束性能越好，但中心距过大会出现较多旁瓣，所以应使阵元间隙尽可能小，受加工工艺限制，本发明所述换能器阵元间隙取值为0.5mm-1mm。

增加阵元宽度α可抑制栅瓣的幅值，且当阵元数量较多时，阵元宽度对旁瓣峰值的影响也很微弱。阵元宽度越大则主瓣能量越集中，有利于检测。本发明所述换能器阵元宽度取值为10mm。

综上所述，本发明所述相控阵换能器1使用中心频率7.50×10⁶Hz的阵列超声波束，取阵元中心距为0.5mm、阵元数目为16个，可以保证声束指向性良好，声场分布集中。

16个阵元由矩形压电陶瓷晶片构成，其长度远大于自身宽度，嵌入于相控阵换能器1基体内，阵元以线性形式在平行于换能器基体宽度方向布局。进行扇形扫查时，对上述阵元晶片不同时给予脉冲激励，而是使施加到各阵元晶片的激励脉冲存在适当的时间差，就可以在一定角度范围内使合成波束发生偏转。考虑到组装完毕的叶片间隙较小，为了方便检测，手持稳固，并结合目前生产加工工艺，本发明所述相控阵换能器1设计为倒T形，长度为28mm，宽度为15mm，高度为24mm，如图2所示。

如图3和图4、图5和图6所示，第一楔块2和第二楔块4由有机玻璃或聚丙乙烯制作，内部声速为2337m/s,顺声束方向设置消声橡胶，以锯齿方式与第一楔块2和第二楔块4本体结合，第一楔块2和第二楔块4设计螺纹孔，可通过螺栓与相控阵换能器1连接。为使主声速指向叶片菌型根部3内部，第一楔块2底部前切割角M为24.8°，第二楔块4底部后切割角N为24.8°，上述两个角度可与叶片菌型根部3肩台完全耦合。

在使用本发明所述的相控阵换能装置对汽轮机叶片菌型根部3进行超声成像检测时，具体步骤如下：

1.选用具备成像功能的相控阵检测仪与相控阵换能器1连接；

2.在叶片菌型根部3进汽侧肩台与出汽侧肩台部位刷涂耦合剂；

3.将相控阵换能器1通过螺纹孔5与第一楔块2固定，形成相控阵换能装置，由于第一楔块2底部前切割角为24.8°，可与叶片菌型根部3肩台完全耦合，因而可使主声速指向叶片菌型根部3内部。第一楔块2与相控阵换能器1、第一楔块2与叶片菌型根部3进汽侧肩台与出汽侧肩台部位均通过耦合剂进行耦合；然后按照预设的顺序依次激发阵元晶片，使施加到各阵元晶片的激励脉冲存在适当的时间差，就可以在一定角度范围内使合成波束发生偏转；在叶片菌型根部3进汽侧肩台和出汽侧肩台对叶片菌型根部3进行扇形扫查，扇形扫查起始角度为15°-45°，终止角度为60°-75°，本实施例中，起始角度30°，终止角度70°。如图7所示，扫查范围可覆盖叶片菌型根部3的第一齿全部区域、第一槽全部区域、第二槽部分区域。以叶片菌型根部3的第一槽前侧圆弧面、第一齿后侧圆弧面和第二槽前侧圆弧面的反射回波为特征回波进行定位；

将相控阵换能器1通过螺纹孔6与第二楔块4固定，形成相控阵换能装置，由于第二楔块4底部后切割角为24.8°，可与叶片菌型根部3肩台完全耦合，因而可使主声速指向叶片菌型根部3内部。第二楔块4与相控阵换能器1、第第二楔块4与叶片菌型根部3进汽侧肩台与出汽侧肩台部位均通过耦合剂进行耦合；然后按照预设的顺序依次激发阵元晶片，使施加到各阵元晶片的激励脉冲存在适当的时间差，就可以在一定角度范围内使合成波束发生偏转；在叶片菌型根部3进汽侧肩台和出汽侧肩台对叶片菌型根部3进行扇形扫查，扇形扫查起始角度为15°-45°，终止角度为60°-75°，本实施例中，起始角度30°，终止角度70°。如图8所示，扫查范围可覆盖叶片菌型根部3的第二槽剩余部分区域、第二齿全部区域、第三槽全部区域、第三齿全部区域。以叶片菌型根部3的第三槽前弧面、第三齿端面和叶片菌型根部3端面的反射回波为特征回波进行定位；

4.将相控阵换能器1与第一楔块2固定时将采集到的反射声波信号转换成电信号，送入相控阵检测仪保存成像，调取叶片菌型根部3工件轮廓图，调节工件图形尺寸，使工件图形相应位置对应至反射波位置，反射波即可视为实际反射，同时调整第一齿弧面反射波高至满屏80%，扫差灵敏度为基准反射波增益10dB；将相控阵换能器1与第二楔块4固定时将采集到的反射声波信号转换成电信号，送入相控阵检测仪保存成像，调取叶片菌型根部3工件轮廓图，调节工件图形尺寸，使工件图形相应位置对应至反射波位置，反射波即可视为实际反射，同时调整第一齿弧面反射波高至满屏80%，扫差灵敏度为基准反射波增益10dB。

在成像过程中，若扇扫波束遇到声阻抗断续区域，比如结构界面、缺陷界面等，既可发生发射，成像图可直观显示缺陷所在位置，反射信号的幅值和相位包含反射区域的大小、形状、性质等信息。工作人员可通过相控阵检测仪最终生产的图像判读缺陷信息。

5.对受检叶片菌型根部3进行质量评定并记录。

Claims (10)

1.一种汽轮机叶片菌型根部超声成像检测方法，其特征在于：包括以下步骤

A：选用具备成像功能的相控阵检测仪与相控阵换能器连接，所述的相控阵换能器中心频率为5MHz-10MHz，阵元数目为16-32个，阵元间距为0.5mm-1mm，阵元长度为8mm-10mm，由矩形压电陶瓷晶片构成的阵元以线性形式在平行于换能器基体宽度方向布局，嵌于相控阵换能器基体内，偏转角范围为15°-75°；

B：在叶片菌型根部进汽侧肩台与出汽侧肩台部位刷涂耦合剂；

C：将相控阵换能器固定在第一楔块上，在叶片菌型根部进汽侧肩台和出汽侧肩台对叶片菌型根部进行扇形扫查，以叶片菌型根部的第一槽前侧圆弧面、第一齿后侧圆弧面和第二槽前侧圆弧面的反射回波为特征回波进行定位，所述的第一楔块底部前切割角为24.8°；将相控阵换能器固定在第二楔块上，在叶片菌型根部进汽侧肩台和出汽侧肩台对叶片菌型根部进行扇形扫查，以叶片菌型根部的第三槽前弧面、第三齿端面和叶片菌型根部端面的反射回波为特征回波进行定位，所述的第二楔块底部后切割角为24.8°，所述的第一楔块和第二楔块采用有机玻璃或聚丙乙烯制成，内部声速为2337m/s；

D：利用相控阵换能器将采集到的反射声波信号转换成电信号，送入相控阵检测仪保存成像，并判读缺陷信息；

E: 对受检叶片菌型根部进行质量评定并记录。

2.根据权利要求1所述的汽轮机叶片菌型根部超声成像检测方法，其特征在于：所述的C步骤中，按照预设的顺序依次激发阵元晶片，形成扇形扫查，扇形扫查起始角度为15°-45°，终止角度为60°-75°。

3.根据权利要求1或2所述的汽轮机叶片菌型根部超声成像检测方法，其特征在于：所述的C步骤中，扇形扫查时，扇形扫查起始角度为30°，终止角度为70°。

4.  根据权利要求3所述的汽轮机叶片菌型根部超声成像检测方法，其特征在于：所述的D步骤中，利用相控阵换能器将采集到的反射声波信号转换成电信号，送入相控阵检测仪保存成像，调取叶片菌型根部工件轮廓图，调节工件图形尺寸，使工件图形相应位置对应至反射波位置，反射波即可视为实际反射，同时调整第一齿弧面反射波高至满屏80%，扫差灵敏度为基准反射波增益10dB，通过最终生产的图像判读缺陷信息。

5.根据权利要求4所述的汽轮机叶片菌型根部超声成像检测方法，其特征在于：所述的第一楔块和第二楔块顺声束方向设置有消声橡胶，消声橡胶以锯齿方式与第一楔块和第二楔块本体结合，第一楔块和第二楔块通过螺纹孔与换能器螺栓连接。

6.根据权利要求5所述的汽轮机叶片菌型根部超声成像检测方法，其特征在于：所述的相控阵检测仪工作频率范围为1MHz-10MHz，水平线性误差不大于2%，垂直线性误差不大于8%。

7.根据权利要求6所述的汽轮机叶片菌型根部超声成像检测方法，其特征在于：所述的相控阵换能器为倒T形，长28mm，宽15mm，高24mm。

8.一种相控阵换能装置，包括相控阵换能器和楔块，其特征在于：所述的相控阵换能器中心频率为5MHz-10MHz，阵元数目为16-32个，阵元间距为0.5mm-1mm，阵元长度为8mm-10mm，由矩形压电陶瓷晶片构成的阵元以线性形式在平行于换能器基体宽度方向布局，嵌于相控阵换能器基体内，偏转角范围为15°-75°，所述的楔块包括底部前切割角为24.8°的第一楔块和底部后切割角为24.8°的第二楔块，第一楔块和第二楔块采用有机玻璃或聚丙乙烯制成，内部声速为2337m/s。

9.根据权利要求8所述的相控阵换能装置，其特征在于：所述的第一楔块和第二楔块顺声束方向设置有消声橡胶，消声橡胶以锯齿方式与第一楔块和第二楔块结合，第一楔块和第二楔块通过螺纹孔与换能器螺栓连接。

10.根据权利要求9所述的相控阵换能装置，其特征在于：所述的相控阵换能器为倒T形，长28mm，宽15mm，高24mm。