雙晶線陣腐蝕檢測用超聲相控陣探頭的設計開發

根據腐蝕檢測的應用需求,依靠多年的相控陣探頭開發經驗,結合國外先進的解決方案理念,設計開發了國產雙晶線陣腐蝕檢測相控陣探頭,并配合國產的相控陣檢測系統,針對國內實際應用環境和需求,開發出應用軟件.探頭性能指標達到一定的水平,配合軟件可以滿足國內工業環境中的多種腐蝕檢測需求,可以替代國外同類型產品,并更好地滿足國內需求。

不同類型的相控陣超聲檢測

扇形掃描即S掃描，在設定深度上，相控陣探頭按聚焦法則分別計算每個偏轉角度得聚焦延遲，激發時以從左至右的順序分別激發，形成一定范圍內的扇形掃查。掃查時須要設置扇掃范圍、角度間隔和聚焦深度。右圖給出了扇形掃查的檢測原理和掃查成像圖。

線性掃描又稱電子掃查。掃描時先將探頭陣元分為數量相同的若干小組，由延遲器傳輸的觸發脈沖分別依次激發各小組陣元，檢測聲場在空間中以恒定角度對探頭長度方向進行掃查檢測。

線性掃查檢測前須要設定好陣元數、聚焦深度。右圖給出了線性掃描的檢測原理和掃描成像圖。

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。