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超声相控阵发展

超声相控阵技术已有近20多年的发展历史。初期主要应用于***领域,***超声成像中用相控阵换能器快速移动声束对被检的地方成像;大功率超声利用其可控聚焦特性局部升温热疗治***,使目标***升温并减少非目标***的功率吸收.系统的复杂性、固体中波动传播的复杂性及成本费用高等原因使其在工业无损检测中的应用受限。然而随着电子技术和计算机技术的快速发展,超声相控阵技术逐渐应用于工业无损检测,特别是在核工业及航空工业等领域。由于数字电子和DSP技术的发展，使得准确延长时间越来越方便，因此近几年,超声相控阵技术发展的尤为迅速。

超声相控阵动作原理

超声相控阵是超声探头晶片的组合，由多个压电晶片按一定的规律分布排列，然后逐次按预先规定的延迟时间激发各个晶片，所有晶片发射的超声波形成一个整体波阵面，能有效地控制发射超声束（波阵面）的形状和方向，能实现超声波的波束扫描、偏转和聚焦。

它为确定不连续性的形状、大小和方向提供出比单个或多个探头系统更大的能力。超声相控阵检测技术使用不同形状的多阵元换能器产生和接收超声波束，通过控制换能器阵列中各阵元发射(或接收)脉冲的不同延迟时间，变换声波到达(或来自)物体内某点时的相位关系，实现焦点和声束方向的变化，从而实现超声波的波束扫描、偏转和聚焦。

然后采用机械扫描和电子扫描相结合的方法来实现图像成像。通常使用的是一维线形阵列探头，压电晶片呈直线状排列，聚焦声场为片状，能够得到缺陷的二维图像，在工业中得到广泛的应用。

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***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。