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(gè)獨(dú)立的壓電晶片組成陣列，按一定的規(guī)則和時(shí)序用電子系統(tǒng)控制激發(fā)各個(gè)晶片單元，來調(diào)節(jié)控制焦點(diǎn)的位置和聚焦的方向。

超聲相控陣發(fā)展

超聲相控陣技術(shù)已有近20多年的發(fā)展歷史。初期主要應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,醫(yī)學(xué)超聲成像中用相控陣換能器快速移動聲束對被檢的地方成像;大功率超聲利用其可控聚焦特性局部升溫?zé)岑熤伟?使目標(biāo)組織升溫并減少非目標(biāo)組織的功率吸收.系統(tǒng)的復(fù)雜性、固體中波動傳播的復(fù)雜性及成本費(fèi)用高等原因使其在工業(yè)無損檢測中的應(yīng)用受限。然而隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,超聲相控陣技術(shù)逐漸應(yīng)用于工業(yè)無損檢測,特別是在核工業(yè)及航空工業(yè)等領(lǐng)域。由于數(shù)字電子和DSP技術(shù)的發(fā)展，使得準(zhǔn)確延長時(shí)間越來越方便，因此近幾年,超聲相控陣技術(shù)發(fā)展的尤為迅速。

超聲相控陣應(yīng)用實(shí)例

不同廠家超聲相控陣設(shè)備的功能、操作及顯示方式等各不相同，但是檢測應(yīng)用基本相同。本文現(xiàn)以以色列Sonotron NDT 公司生產(chǎn)的相控陣設(shè)備（即ISONIC-UPA） 應(yīng)用為例來分析介紹。本文現(xiàn)以以色列Sonotron NDT 公司生產(chǎn)的相控陣設(shè)備（即ISONIC-UPA） 應(yīng)用為例來分析介紹。ISONIC-UPA 設(shè)備技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢，不同于其他廠家的相控陣設(shè)備，體現(xiàn)了超前的理念。

不同類型的相控陣超聲檢測

扇形掃描即S掃描，在設(shè)定深度上，相控陣探頭按聚焦法則分別計(jì)算每個(gè)偏轉(zhuǎn)角度得聚焦延遲，激發(fā)時(shí)以從左至右的順序分別激發(fā)，形成一定范圍內(nèi)的扇形掃查。掃查時(shí)須要設(shè)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(shí)先將探頭陣元分為數(shù)量相同的若干小組，由延遲器傳輸?shù)挠|發(fā)脈沖分別依次激發(fā)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(jìn)行掃查檢測。

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