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)合人工缺陷的實際檢測結(jié)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(jìn)行聚焦檢測時存在焦點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.

相控陣超聲檢測

動態(tài)深度掃描又稱動態(tài)深度聚焦，超聲聲束沿陣元中軸線，對不同深度的焦點進(jìn)行掃描。分為發(fā)射動態(tài)深度聚焦和接收動態(tài)深度聚焦：發(fā)射動態(tài)聚焦即在發(fā)射時以不同聚焦深度延遲對探頭進(jìn)行分別激發(fā)，聲束焦點在空間中深度方向延伸；接收動態(tài)聚焦在發(fā)射時使用單個聚焦脈沖，通過接收時不同深度接收延遲對回波脈沖重新聚焦。右圖為動態(tài)深度掃描示意圖，以及普通扇形掃描成像和動態(tài)深度聚焦成像對比。

相控陣超聲檢測線性超聲換能器各個參數(shù)對聚焦聲束的一般影響

陣元數(shù)：增加陣元數(shù)量可以增加聲束指向性能。陣元數(shù)越多主瓣寬度越小，旁瓣也會變小。但是也增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。為了滿足系統(tǒng)性能和成本，我們認(rèn)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(shù)都在16-64之間。

偏轉(zhuǎn)角度：偏轉(zhuǎn)角度越小，聲束指向性越好。偏轉(zhuǎn)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(yī)學(xué)和工業(yè)超聲應(yīng)用中θ偏轉(zhuǎn)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。