超聲相控陣技術(shù)的基本思想

超聲相控陣技術(shù)的基本思想來自于雷達(dá)電磁波相控陣技術(shù)。相控陣?yán)走_(dá)是由許多輻射單元排成陣列組成，通過控制陣列天線中各單元的幅度和相位，調(diào)整電磁波的輻射方向，在一定空間范圍內(nèi)合成靈活快速的聚焦掃描的雷達(dá)波束。超聲相控陣換能器由多個獨(dú)立的壓電晶片組成陣列，按一定的規(guī)則和時序用電子系統(tǒng)控制激發(fā)各個晶片單元，來調(diào)節(jié)控制焦點(diǎn)的位置和聚焦的方向。

超聲相控陣動作原理

超聲相控陣是超聲探頭晶片的組合，由多個壓電晶片按一定的規(guī)律分布排列，然后逐次按預(yù)先規(guī)定的延遲時間激發(fā)各個晶片，所有晶片發(fā)射的超聲波形成一個整體波陣面，能有效地控制發(fā)射超聲束（波陣面）的形狀和方向，能實(shí)現(xiàn)超聲波的波束掃描、偏轉(zhuǎn)和聚焦。

它為確定不連續(xù)性的形狀、大小和方向提供出比單個或多個探頭系統(tǒng)更大的能力。超聲相控陣檢測技術(shù)使用不同形狀的多陣元換能器產(chǎn)生和接收超聲波束，通過控制換能器陣列中各陣元發(fā)射(或接收)脈沖的不同延遲時間，變換聲波到達(dá)(或來自)物體內(nèi)某點(diǎn)時的相位關(guān)系，實(shí)現(xiàn)焦點(diǎn)和聲束方向的變化，從而實(shí)現(xiàn)超聲波的波束掃描、偏轉(zhuǎn)和聚焦。

然后采用機(jī)械掃描和電子掃描相結(jié)合的方法來實(shí)現(xiàn)圖像成像。通常使用的是一維線形陣列探頭，壓電晶片呈直線狀排列，聚焦聲場為片狀，能夠得到缺陷的二維圖像，在工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。

線陣探頭相控陣超聲檢測

基于相控陣對聲束的控制原理,采用模擬軟件CIVA對聚焦聲場進(jìn)行模擬.通過改變探頭單組激發(fā)晶片數(shù)目,頻率和聚焦深度,分析三者之間的關(guān)系;結(jié)合人工缺陷的實(shí)際檢測結(jié)果,探討聚焦與不聚焦檢測的實(shí)施方法.試驗(yàn)表明,采用相控陣超聲進(jìn)行聚焦檢測時存在焦點(diǎn)與聲壓位置的重合區(qū)和分離區(qū),且合適的聚焦區(qū)域在近場區(qū)范圍以內(nèi);不聚焦檢測時應(yīng)該根據(jù)缺陷的埋藏深度設(shè)置合理的單組激發(fā)晶片數(shù)目.以獲得較好的檢測效果.