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。

超声相控阵扫查方式

用相控阵探头对焊缝进行检测时，无需像普通单探头那样在焊缝两侧频繁地来回前后左右移动，而相控阵探头沿着焊缝长度方向平行于焊缝进行直线扫查，对焊接接头进行全体积检测。该扫查方式可借助于装有阵列探头的机械扫查器沿着准确定位的轨道滑动完成，也采用手动方式完成，可实现快速检测，检测效率非常高。

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。

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。