線陣探頭是一維的相控陣探頭，可視為一個長方形壓電晶片被切割成多個小晶片。每個線陣探頭單個晶片的物理是固定的，因此確定好激發(fā)晶片的數(shù)量，也就確定了激發(fā)孔徑。激發(fā)的晶片數(shù)量越多，激發(fā)孔徑越大，指向性越好，主聲束的能量大，柵瓣也越大，易形成偽像影響檢測結(jié)果。孔徑增大，也會使近場長度增加，盲區(qū)增大。因此，在實踐使用相控陣線陣探頭時，須根據(jù)被檢材料來設(shè)置相控陣探頭晶片數(shù)量，有時候并不是越多越好?？梢愿鶕?jù)需要靈活調(diào)整激發(fā)孔徑才是相控陣探頭技術(shù)較大的優(yōu)勢。相控陣探頭的聲波散射程度會隨頻率的更加而增強。超聲波相控陣探頭
相控陣探頭按陣列形式通?？煞譃榫€形、矩陣形、環(huán)形和扇形。相控陣探頭有多種不同的陣列排布形式，其類型按陣元排列方式可分為：一維線陣、二維矩陣、環(huán)形陣、扇形陣、凹面陣、凸面陣、雙線型陣等。不同的陣列排布方式將會產(chǎn)生不同的聲場特性，使相控陣能應(yīng)用于不同工況下的檢測。相控陣探頭電子束通過交替地發(fā)射線性相控陣給定數(shù)目的元件進行電子轉(zhuǎn)換。這種技術(shù)替代了常規(guī)超聲單晶片探頭的機械移動掃查的一種方法。線陣相控陣探頭的優(yōu)點是無需機械運動。超聲波相控陣探頭相控陣探頭的靈敏度是指激勵脈沖波幅與從指定目標反射的回波波幅之間的關(guān)系。
相控陣探頭較常用線陣探頭。這些相控陣探頭為直線排列，每個陣元是連接到一個不同的電子通道，根據(jù)設(shè)計的性能可采用直接或通過多路復用器。每一個陣元可以被開啟或不開啟。儀器利用電子延時控制各電子通道，發(fā)射和接收的信號/形式的換能器陣元。對特定陣元進行延遲相對應(yīng)的設(shè)置，每一個聚焦法則定義了一個不同的波束，它具有特定的方向、聚焦距離和橫向分辨率。這種技術(shù)要求在相控陣探頭陣元之間具有非常低的聲學和電交叉耦合影響，這樣所有的陣元都可以單獨發(fā)射。一般采用壓電復合材料，能夠完全適應(yīng)這一特點。
超聲相控陣探頭區(qū)別于常規(guī)超聲波探頭的兩個重要特性是聲束偏轉(zhuǎn)和聚焦。所謂“聲束聚焦”是指由于各個晶片距離焦點的聲程不同，通過改變晶片間的延時時間，讓距離焦點遠的晶片先發(fā)射信號，而距離焦點近的晶片后發(fā)射信號，從而使各個晶片發(fā)射的信號同時到達焦點，并在一個小區(qū)域內(nèi)形成一個強度較高的聲場。同樣激發(fā)晶片數(shù)量的情況下，實際焦點尺寸與楔塊的角度以及聲程有關(guān)，同聲程時設(shè)置角度越接近楔塊角度，實際焦點越小；同角度情況下，聲程越小，實際焦點越??；二者當中，聲程對焦點尺寸的影響大于設(shè)置角度的影響。設(shè)置角度越接近楔塊的主聲束角度，聲束越均勻，分辨率更好。大多數(shù)相控陣探頭屬于角度聲束類型。
超聲相控陣探頭可使用較高的分辨率迅速掃查較大的區(qū)域，常規(guī)的線陣相控陣探頭不能彎曲，在幾何形狀發(fā)生了變化的部位很難耦合。柔性相控陣探頭可彎曲的能力使其更好貼合復雜幾何形狀部件并用于相控陣檢測，其產(chǎn)生的聲束就像任何具有同樣參數(shù)的標準相控陣探頭一樣。相控陣探頭是由多陣元組成的多晶片探頭，相控陣檢測技術(shù)利用晶片數(shù)量上的優(yōu)勢，可以變換組合、分時激勵，實現(xiàn)靈活聚焦。相控陣探頭晶片數(shù)量是決定相控陣聚焦功能的基礎(chǔ)，選擇合適的晶片數(shù)量有利于發(fā)揮相控陣技術(shù)優(yōu)勢。相控陣探頭具有可預測聲束操作的電子掃描能力。超聲波相控陣探頭
雙線陣相控陣探頭的特點：近表面盲區(qū)約1mm，可更換探頭楔塊，更經(jīng)濟。超聲波相控陣探頭
超聲相控陣檢測技術(shù)使用不同形狀的多陣元換能器產(chǎn)生和接收超聲波束，通過控制換能器陣列中各陣元發(fā)射(或接收)脈沖的不同延遲時間，改變聲波到達(或來自)物體內(nèi)某點時的相位關(guān)系，實現(xiàn)焦點和聲束方向的變化，從而實現(xiàn)超聲波的波束掃描、偏轉(zhuǎn)和聚焦。然后采用機械掃描和電子掃描相結(jié)合的方法來實現(xiàn)圖像成像。通常使用的是一維線形陣列探頭，壓電晶片呈直線狀排列，聚焦聲場為片狀，能夠得到缺陷的二維圖像，在工業(yè)中得到普遍的應(yīng)用。能實現(xiàn)超聲波的波束掃描、偏轉(zhuǎn)和聚焦。它為確定不連續(xù)性的形狀、大小和方向提供出比單個或多個探頭系統(tǒng)更大的能力。超聲波相控陣探頭
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