相控阵超声技术的原理和航天应用

发布时间：2019-10-25  点击次数：人次  分享：

原理

超声相控阵技术已有50多年的发展历史。相控阵超声波检测作为一种独特的技术得到开发和应用，在21世纪初已进入成熟阶段。

1990s由电池供电的便携式相控阵设备正式应用于工业检测领域。模拟设备需要电源及空间来创建可以控制声束的多通道结构，但是进入数字时代后，成本低廉的嵌入式微处理器的快速发展推动了下一代相控阵设备的快速发展。除此之外，低电电子元件、更好的省电结构以及整个行业大量使用粘贴板的设计也推进了新一代小型化的高级技术的发展。新一代的相控阵设备可以在一台便携装置中进行电子设置、数据处理、显示及分析，从此次相控阵技术在工业领域的应用变得更为广泛。

传统的超声检测采用单晶片探头发散声束。在某些情况下也采用双晶片探头或者单晶片聚焦探头来减小盲区和提高分辨率。但是不管是哪种情况下，超声场在介质中均是按照一个单一角度的轴线方向传播，限制了超声检测对于不同方向缺欠定性和定量的能力。因此，对于复杂几何外形、大壁厚或者探头扫查空间有限的情况检测很难实现，为此就需要采用相控阵多晶片探头和电子聚焦声束来满足上述情况的检测要求。

在航空领域中的应用

超声相控阵技术是当今无损检测技术中最先进的超声检测新方法。在型面复杂的材料结构检测中具有独特的技术优势，适用于复杂型面的材料构件和特殊部位的高精度检测，在飞机复杂结构检测中具有广阔应用前景。检测结果以图像形式显示，为缺陷定位、定量、定性、定级提供了丰富的信息。

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