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超声相控阵应用实例

不同厂家超声相控阵设备的功能、操作及显示方式等各不相同，但是检测应用基本相同。本文现以以色列Sonotron NDT 公司生产的相控阵设备（即ISONIC-UPA） 应用为例来分析介绍。本文现以以色列Sonotron NDT 公司生产的相控阵设备（即ISONIC-UPA） 应用为例来分析介绍。ISONIC-UPA 设备技术特点和优势，不同于其他厂家的相控阵设备，体现了超前的理念。

相控阵超声检测产品优势

1、相控阵采用S扫，即同时可以拥有许多角度的超声波，就相当于拥有多种角度的探头同时工作，所以相控阵无需锯齿扫查，只要沿着焊缝挪动探头即可，检测效率更高。适用于自动化生产，和批量生产。

2、相控阵可以拥有聚焦功能，而常规超声波一般没有（除了聚焦探头外），所以相控阵检测的灵敏度和分辨率都比常规超声检测高。

不同类型的相控阵超声检测

扇形扫描即S扫描，在设定深度上，相控阵探头按聚焦法则分别计算每个偏转角度得聚焦延迟，激发时以从左至右的顺序分别激发，形成一定范围内的扇形扫查。扫查时须要设置扇扫范围、角度间隔和聚焦深度。右图给出了扇形扫查的检测原理和扫查成像图。

线性扫描又称电子扫查。扫描时先将探头阵元分为数量相同的若干小组，由延迟器传输的触发脉冲分别依次激发各小组阵元，检测声场在空间中以恒定角度对探头长度方向进行扫查检测。

线性扫查检测前须要设定好阵元数、聚焦深度。右图给出了线性扫描的检测原理和扫描成像图。

相控阵超声检测线性超声换能器各个参数对聚焦声束的一般影响

阵元数：增加阵元数量可以增加声束指向性能。阵元数越多主瓣宽度越小，旁瓣也会变小。但是也增加了系统的复杂性和成本。为了满足系统性能和成本，我们认为取即能满足一般情况下声束的要求。所以，一般在目前国外的超声相控阵仪器的阵元数都在16-64之间。

偏转角度：偏转角度越小，声束指向性越好。偏转角度越大主瓣宽度越大。同时还可能会带入栅瓣。所以在目前医学和工业超声应用中θ偏转角度控制在60°。这样既能满足声束指向性的要求，同时也不会带入栅瓣。