超聲相控陣的二次波顯示

傳統(tǒng)相控陣扇形掃查采用單純的聲程顯示，不能顯示缺陷的真實位置。這種成像模式將處在二次波位置上的缺陷轉(zhuǎn)換成一次波位置進行成像顯示，給分辨缺陷的具體位置增加難度，不能直觀給出缺陷真實位置。對于檢測角焊縫、T 形焊縫、K形焊縫及Y 形焊縫無法顯示真實成像結(jié)果，使該成像模式的應(yīng)用受到限制，僅能用于檢測對接接頭。

而ISONIC-UPA 采用二次波檢測成像顯示模式，成像結(jié)果與真實幾何結(jié)構(gòu)一致。這種成像模式能直觀顯示缺陷的位置及被檢工件焊縫的真實結(jié)構(gòu)，這是聲程顯示成像模式無法比擬的。

相控陣超聲檢測優(yōu)點

（1）相控陣的S掃：即同時擁有許多角度的超聲波，相當(dāng)于多種角度的探頭同時工作，所以相控陣無需鋸齒掃查，只要沿著焊縫移動探頭即可，檢測效率更高，適合自動化檢測。

（2）相控陣的動態(tài)深度聚焦：而常規(guī)超聲波一般沒有（除了聚焦探頭外），所以相控陣檢測的靈敏度和分辨率都比常規(guī)超聲檢測高。

（3）相控陣檢測可以同時進行B掃、D掃、S掃和C掃描，通過建模，缺陷顯示非常直觀。

（4）超聲相控陣可以檢測復(fù)雜形狀的零件，比如可以檢測葉片的葉根、螺栓、變徑軸。

相控陣聲束的聚焦與偏轉(zhuǎn)

相控陣依照聚焦法則控制探頭各個陣元發(fā)射和接收信號的時間，由于時間差的存在，每個陣元發(fā)射聲波的波陣面在空間中傳播逐漸匯聚成一點，從而達到聲束聚焦的效果。以軸線聚焦為例，分別計算各陣元至預(yù)設(shè)焦點的聲程，從而得到聲束由陣元傳播至該焦點處所需的時間，并與其中值進行差值計算從而得到各陣元的延遲值。相控陣的聚焦和偏轉(zhuǎn)示意圖如圖2所示，其中（a）為聲束在軸線上聚焦，（b）為聲束呈現(xiàn)一定角度偏轉(zhuǎn)。

相控陣超聲檢測線性超聲換能器各個參數(shù)對聚焦聲束的一般影響

陣元數(shù)：增加陣元數(shù)量可以增加聲束指向性能。陣元數(shù)越多主瓣寬度越小，旁瓣也會變小。但是也增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。為了滿足系統(tǒng)性能和成本，我們認為取即能滿足一般情況下聲束的要求。所以，一般在目前國外的超聲相控陣儀器的陣元數(shù)都在16-64之間。

偏轉(zhuǎn)角度：偏轉(zhuǎn)角度越小，聲束指向性越好。偏轉(zhuǎn)角度越大主瓣寬度越大。同時還可能會帶入柵瓣。所以在目前醫(yī)學(xué)和工業(yè)超聲應(yīng)用中θ偏轉(zhuǎn)角度控制在60°。這樣既能滿足聲束指向性的要求，同時也不會帶入柵瓣。