超聲相控陣技術的基本思想

超聲相控陣技術的基本思想來自于雷達電磁波相控陣技術。相控陣雷達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，調整電磁波的輻射方向，在一定空間范圍內合成靈活快速的聚焦掃描的雷達波束。超聲相控陣換能器由多個獨立的壓電晶片組成陣列，按一定的規則和時序用電子系統控制激發各個晶片單元，來調節控制焦點的位置和聚焦的方向。

超聲相控陣發展

超聲相控陣技術已有近20多年的發展歷史。初期主要應用于醫學領域,醫學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熱療治癌,使目標組織升溫并減少非目標組織的功率吸收.系統的復雜性、固體中波動傳播的復雜性及成本費用高等原因使其在工業無損檢測中的應用受限。然而隨著電子技術和計算機技術的快速發展,超聲相控陣技術逐漸應用于工業無損檢測,特別是在核工業及航空工業等領域。由于數字電子和DSP技術的發展，使得準確延長時間越來越方便，因此近幾年,超聲相控陣技術發展的尤為迅速。

超聲相控陣應用實例

不同廠家超聲相控陣設備的功能、操作及顯示方式等各不相同，但是檢測應用基本相同。本文現以以色列Sonotron NDT 公司生產的相控陣設備（即ISONIC-UPA） 應用為例來分析介紹。本文現以以色列Sonotron NDT 公司生產的相控陣設備（即ISONIC-UPA） 應用為例來分析介紹。ISONIC-UPA 設備技術特點和優勢，不同于其他廠家的相控陣設備，體現了超前的理念。

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。