超聲相控陣技術(shù)的基本思想

超聲相控陣技術(shù)的基本思想來自于雷達電磁波相控陣技術(shù)。相控陣雷達是由許多輻射單元排成陣列組成，通過控制陣列天線中各單元的幅度和相位，相控陣檢測，調(diào)整電磁波的輻射方向，在一定空間范圍內(nèi)合成靈活快速的聚焦掃描的雷達波束。超聲相控陣換能器由多個獨立的壓電晶片組成陣列，按一定的規(guī)則和時序用電子系統(tǒng)控制激發(fā)各個晶片單元，相控陣檢測哪家好，來調(diào)節(jié)控制焦點的位置和聚焦的方向。

相控陣聲束的聚焦與偏轉(zhuǎn)

相控陣依照聚焦法則控制探頭各個陣元發(fā)射和接收信號的時間，由于時間差的存在，相控陣檢測方案，每個陣元發(fā)射聲波的波陣面在空間中傳播逐漸匯聚成一點，從而達到聲束聚焦的效果。以軸線聚焦為例，分別計算各陣元至預(yù)設(shè)焦點的聲程，相控陣檢測公司，從而得到聲束由陣元傳播至該焦點處所需的時間，并與其中值進行差值計算從而得到各陣元的延遲值。相控陣的聚焦和偏轉(zhuǎn)示意圖如圖2所示，其中（a）為聲束在軸線上聚焦，（b）為聲束呈現(xiàn)一定角度偏轉(zhuǎn)。

超聲相控陣的角度補償

傳統(tǒng)工業(yè)相控陣定量方法不具有角度、聲程、晶片增益修正技術(shù)，多晶片探頭通過楔塊入射到工件內(nèi)部時存在入射點漂移現(xiàn)象和能量分布變化。采用單一入射點校準方式與常規(guī)距離-波幅曲線修正，造成的扇形掃查區(qū)域中能量分布不均勻及測量誤差等問題未能有效解決，如圖7 所示。而ISONIC-UPA 相控陣設(shè)備具有角度補償功能，能有效地解決此類問題。

所謂角度補償就是針對不同的聚焦法則，輸入扇形掃查所需的角度范圍及入射角度的增量后，晶片可以分別進行角度增益調(diào)整，也就是晶片角度增益修正。

有了角度增益補償設(shè)置功能，可以取代傳統(tǒng)的通過設(shè)置DAC曲線的方法來補償增益變化。在ASME Case2557 標準中明確指出進行扇形掃描時要進行角度增益補償。角度增益補償曲線如圖8所示，經(jīng)過角度補償后得到的等量化數(shù)據(jù)。

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