超聲相控陣的二次波顯示

傳統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果，使該成像模式的應用受到限制，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，成像結果與真實幾何結構一致。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構，這是聲程顯示成像模式無法比擬的。

相控陣超聲檢測優點

（1）相控陣的S掃：即同時擁有許多角度的超聲波，相當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）相控陣的動態深度聚焦：而常規超聲波一般沒有（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

相控陣依照聚焦法則控制探頭各個陣元發射和接收信號的時間，由于時間差的存在，每個陣元發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設焦點的聲程，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）為聲束呈現一定角度偏轉。

相控陣超聲檢測線性超聲換能器各個參數對聚焦聲束的一般影響

陣元數：增加陣元數量可以增加聲束指向性能。陣元數越多主瓣寬度越小，旁瓣也會變小。但是也增加了系統的復雜性和成本。為了滿足系統性能和成本，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都在16-64之間。

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