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.

相控陣超聲檢測

動態深度掃描又稱動態深度聚焦，超聲聲束沿陣元中軸線，對不同深度的焦點進行掃描。分為發射動態深度聚焦和接收動態深度聚焦：發射動態聚焦即在發射時以不同聚焦深度延遲對探頭進行分別激發，聲束焦點在空間中深度方向延伸；接收動態聚焦在發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。右圖為動態深度掃描示意圖，以及普通扇形掃描成像和動態深度聚焦成像對比。

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。