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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

动态深度扫描又称动态深度聚焦，超声声束沿阵元中轴线，对不同深度的焦点进行扫描。分为发射动态深度聚焦和接收动态深度聚焦：发射动态聚焦即在发射时以不同聚焦深度延迟对探头进行分别激发，声束焦点在空间中深度方向延伸；接收动态聚焦在发射时使用单个聚焦脉冲，通过接收时不同深度接收延迟对回波脉冲重新聚焦。右图为动态深度扫描示意图，以及普通扇形扫描成像和动态深度聚焦成像对比。

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。