超聲相控陣技術的基本思想

超聲相控陣技術的基本思想來自于雷達電磁波相控陣技術。相控陣雷達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，調整電磁波的輻射方向，在一定空間范圍內合成靈活快速的聚焦掃描的雷達波束。超聲相控陣換能器由多個獨立的壓電晶片組成陣列，按一定的規則和時序用電子系統控制激發各個晶片單元，來調節控制焦點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律分布排列，然后逐次按預先規定的延遲時間激發各個晶片，所有晶片發射的超聲波形成一個整體波陣面，能有效地控制發射超聲束（波陣面）的形狀和方向，能實現超聲波的波束掃描、偏轉和聚焦。

它為確定不連續性的形狀、大小和方向提供出比單個或多個探頭系統更大的能力。超聲相控陣檢測技術使用不同形狀的多陣元換能器產生和接收超聲波束，通過控制換能器陣列中各陣元發射(或接收)脈沖的不同延遲時間，變換聲波到達(或來自)物體內某點時的相位關系，實現焦點和聲束方向的變化，從而實現超聲波的波束掃描、偏轉和聚焦。

然后采用機械掃描和電子掃描相結合的方法來實現圖像成像。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，在工業中得到廣泛的應用。

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對聚焦聲場進行模擬.通過改變探頭單組激發晶片數目,頻率和聚焦深度,分析三者之間的關系;結合人工缺陷的實際檢測結果,探討聚焦與不聚焦檢測的實施方法.試驗表明,采用相控陣超聲進行聚焦檢測時存在焦點與聲壓位置的重合區和分離區,且合適的聚焦區域在近場區范圍以內;不聚焦檢測時應該根據缺陷的埋藏深度設置合理的單組激發晶片數目.以獲得較好的檢測效果.