超声波相控阵检测原理和应用(一)(二)

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1、超声波相控阵检测原理和应用超声相控阵基本概念内容超声相控阵技术是什么？要点、特征怎样理解超声相控阵技术？基本原理和方法超声相控阵技术有些什么类型？多种成像技术、聚焦策略、扫描和检测技术怎样使用超声相控阵？典型应用、相关标准和操作过程相控阵超声成像与检测设备超声波相控阵技术源于电子雷达相控阵技术超声波相控阵技术已广泛应用于医用超声成像与诊断2000年以来，已有超声波相控阵的无损检测技术进入实用阶段超声波相控阵技术为代表的超声成像技术将给无损检测行业带来新纪元雷达机械扫描探测飞行物相控阵雷达定位飞行物超声相控阵基本原理定义探头阵

2、列许多较小尺寸的探头单元有序排列成阵列，或者说将一个大尺寸的探头按规则分割成许多独立小单元探头的阵列。形成阵列探头。相位控制具有独立电子引线的探头单元称为阵元。独立控制各个阵元的发射和接收超声波的精确延时，使之干涉叠加形成想要的波阵面。阵列的类型平面阵列：一维阵列：线阵，环阵二维阵列：矩阵，lo-theta阵列非平面阵列柱面线阵环阵矩阵lo-theta阵列阵列的特点和作用有确定的阵元相对位置（或电脑通过传感测知道阵元相对位置）。阵元在相位控制作用方向的尺寸应约是波长数量级。相邻阵元在相位控制作用方向的中心间距应约是波长数量级

3、。电脑控制同步延时控制各阵元发射和接收相位延时，干涉叠加合成各种预期的波阵面和声束。相控阵的功能改变声束位移改变的声束角度改变聚焦距离和聚焦特性电子扫描电子扫描成像改变声束角度改变聚焦距离改变声束位移每次发射与接收用相控阵探头的一部分阵元合成声束每次发射与接收所用的阵元组合在整个阵列中依次移位可以完成线扫描相控阵的功能相控阵技术实现了声束位移、角度和聚焦可动态变化的万能探头。应用于手动超声检测时通常以B扫描成像方式显示图象。包括L扫，S扫和组合扫查。应用于自动检测时通常实现任意多个声束的多通道自动检测。超声波相控阵原理和应用

4、（二）基础理论费马原理费马原理（FermatPrinciple）广义：沿传输时程最短的路径传输狭义：均匀弹性介质内沿直线传输均匀弹性介质内超声波传输简振波传输脉冲行波传输穿过两种介质界面的超声波传输折射定理（Snell’sLaw）空间两点声波传输折射定理（Snell’sLaw）叠加原理叠加原理（波动相干叠加）在线性范围内多个波源形成的振动是各个波源形成振动的线性叠加推论整个探头的声场是探头作用面元声场传输函数的积分空间各个位置的总声场是每个阵元在该位置产生的声场的干涉叠加。矩形探头声场分布特性计算矩形探头声场分布特性结果一维

5、阵列的叠加每个阵元具有不同的相位延时，各个阵元的信号叠加相当于孔径内相位函数的傅立叶（Fourier）积分改变声束角度改变聚焦距离有效孔径有效孔径用于合成声束的阵元在垂直于传输方向上的最大投影尺寸确定远场指向性的角度分辨率声束半扩散角确定可聚焦的近场区范围有效孔径服务理念中的“点点”◆理解多一点真情浓一点◆学习勤一点品质高一点◆理由少一点效率高一点◆处理问题灵活点工作过程用心点◆对待同事宽容点互相协作快乐点放映结束！敬请各位的批评指导！谢谢观看