超声相控阵原理详解

   在超声检测中，我们常常使用到聚焦声场，而聚焦探头的主要作用就使声压振幅强制增加从而改善特定区域的分辨率。而聚焦方法总的来说就是使探头发射的声波在介质传播，形成球面或圆柱面的波阵面，最后会聚到声轴线上的某一点上。相控阵探头在原理上来说就是一种聚焦探头，而于普通探头的区别是相控阵探头用的是电子聚焦。

 相控阵探头是由几十上百个微型压电晶片组成，构成一个换能器阵列。各阵元使用不同的激励时间（或相位），从而达到声波的聚焦、调焦（动态聚焦）和波束偏转扫描等。这些参量可以人为控制、调整和处理，而也正是如此，相控阵检测的这些特性也就是比其他超声检测方法有优势的地方。下面用一组图片演示其原理。

  该组为模拟凸透镜聚焦，离探头圆心越远的地方，发射超声的时间越慢，即具有一定的延时，最后声能汇聚到声轴线上一点。

 该组为模拟斜入射的平面波，最后声波阵面像平面一样在工件中运动。

  该组为模拟不在声轴线上聚焦的情况。

  由以上三个示意图我们可知，相控阵探头能模拟多种不同声能聚焦的方式，其方向及聚焦点完全可以人为控制，具有很大的灵活性，在某些场合具有重大的作用。例如在核动力装置的设备和管道中，这些工件具有复杂的形状，常规超声检测方法往往难以进行操作，此时使用相控阵检测就能方便检测。

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