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线阵探头相控阵超声检测

基于相控阵对声束的控制原理,采用模拟软件CIVA对聚焦声场进行模拟.通过改变探头单组激发晶片数目,频率和聚焦深度,分析三者之间的关系;结合人工缺陷的实际检测结果,探讨聚焦与不聚焦检测的实施方法.试验表明,采用相控阵超声进行聚焦检测时存在焦点与声压位置的重合区和分离区,且合适的聚焦区域在近场区范围以内;不聚焦检测时应该根据缺陷的埋藏深度设置合理的单组激发晶片数目.以获得较好的检测效果.

相控阵超声检测发射与接收

相控阵声束的激发和接收过程主要由激发与接收模块、器、探头阵元三个模块组成，工作时激发模块将一定幅值的的触发信号传送至器，按发射聚焦法则分别计算各阵元声束发射的延迟时间，并对触发信号的脉冲宽度进行整合，整合后的脉冲信号分别加载至各个阵元。由于延迟的存在，各阵元发射的声束相位不一，声束在空间中产生叠加形成入射波波阵面，并聚焦在一定深度，以此进行工件中缺陷的检测。

相控阵声束的聚焦与偏转

相控阵依照聚焦法则控制探头各个阵元发射和接收信号的时间，由于时间差的存在，每个阵元发射声波的波阵面在空间中传播逐渐汇聚成一点，从而达到声束聚焦的效果。以轴线聚焦为例，分别计算各阵元至预设焦点的声程，从而得到声束由阵元传播至该焦点处所需的时间，并与其中值进行差值计算从而得到各阵元的延迟值。相控阵的聚焦和偏转示意图如图2所示，其中（a）为声束在轴线上聚焦，（b）为声束呈现一定角度偏转。