相控阵超声成像与检测设备课件

增益
延时
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接收增益线性
ß 显示高度线性-放大器线性 ß 幅度控制线性-增益控制精度 ß 时基线性
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ß 非主平面
Þ 检测范围内声束-6dB宽度沿深度的轮廓线
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声束指向极限
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声束指向极限
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声束指向极限
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声束指向极限
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晶元活性和校准
ß 在统一灵敏度的平面反射体条件下，独立 检测各个阵元的是否发射，接收灵敏度。
ß 接收灵敏度应在建立延时法则时进行补偿。
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晶元活性和校准
ß 电脑控制同步延时控制各阵元发射和接收 相位，干涉叠加合成各种波阵面和声束。
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相控阵的功能
ß 改变声束位移 ß 改变的声束角度 ß 改变聚焦距离和聚焦特性
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改变声束角度
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改变聚焦距离
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改变声束位移
ß 每次发射与接收用相控阵探头的一部分阵 元合成声束
ß 每次发射与接收所用的阵元组合在整个阵 列中依次移位
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幅度补偿
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幅度补偿
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幅度补偿
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延时补偿
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延时补偿
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延时补偿
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幅度和延时补偿
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
增益
延时
序号 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
增益
延时
序号 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33
相控阵超声成像与检测设备
超声检测设备与器材（五）
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相控阵超声成像与检测设备
ß 超声波相控阵技术源于电子雷达相控阵技 术
ß 超声波相控阵技术已广泛应用于医用超声 成像与诊断
ß 2000年以来，国际上已有超声波相控阵的 无损检测技术进入实用阶段
ß 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
式显示图象。包括L扫，S扫和组合扫查， 还有二维扫查和相控阵编码器扫查； ß 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。
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相控阵仪器的结构
ß 实现流程：同步、发射延时控制、相控阵 探头、探头电缆、接收和信号调理，接收 延时控制，扫描信号合成，数据存储，图 象转换和处理，图象显示和分析。
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阵列的类型
ß 平面阵列：
Þ 一维阵列：线阵，环阵 Þ 二维阵列：矩阵，lo-theta阵列
ß 非平面阵列
Þ 柱面
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线阵
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环阵
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矩阵
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lo-theta阵列
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阵列的特点和作用
ß 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。
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相控阵仪器的性能参数
ß 声束轮廓和聚焦能力 ß 声束指向能力 ß 晶元活性 ß 软件计算（控制和显示接收信号） ß 楔块补偿 ß 接收增益线性
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声束轮廓和聚焦能力
ß 主平面
Þ 对每个延时法则，检测深度范围内声束-6dB宽 度沿深度的轮廓线。
Þ 在各个延时法则的声束宽度比测量反射体尺寸 Þ 相对宽度小于2的范围
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晶元活性测试表
阵元 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
增益
阵元 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
增益
阵元 23 24 25 25 27 28 29 30 31 32
增益
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软件计算能力 （控制和显示接收信号）
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控制和显示能力测试表
序 角度
2
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3
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4
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超声相控阵检测原理
ß 定义
Þ 探头阵列
□ 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。
Þ 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的微小延时，使之干涉叠加 形成想要的波阵面。
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13 65
25
14 70
50
14 70
25
15 75
50
15 75
25
16 80
50
16 80
25
17 85
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17 85
25
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声线幅度和延时补偿
ß 幅度补偿
Þ 因楔块或其他原因，每个延时法则在相同的声 程上灵敏度有差异
ß 延时补偿
Þ 因楔块或其他原因，每个延时法则在相同的声 程上回波延时有差异
ß 完成线扫描
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检测和扫查模式
ß L-S
Þ 相控阵扇扫1.swf
ß L-D-S
ß L-W-S
ß T-W-S
Þ 相控阵扇扫2.swf
ß L-L
Þ 相控阵线扫1.swf
Þ 相控阵线扫2.swf
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相控阵的功能
ß 相控阵技术实现了可动态变化的万能探头。 ß 应用于手动超声检测时通常以B扫描成像方
ß 结构：同步、发射延时控制、相控阵探头、 探头电缆、接收和信号调理，接收延时控 制，扫描信号合成，数字化转换，数据存 储器，嵌入式电脑系统。
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相控阵仪器 的结构
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相控阵仪器的性能
ß 相控阵单元其他的和非相控阵单元一样的 电子特性可按照E1065或E1324中的描述测 量
ß 相控阵仪器还有特殊的性能参数
声程
深度
距离
序 角度
声程
深度
距离
1
5
50
1
5
25
2
10
50
2
10
25
3
15
50
3
15
25
4
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50
4
20
25
5
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5
25
25
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30
50
6
30
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7
35
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40
50
8
40
25
9
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50
9
45
25
10 50
50
10 50
25
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12 60
50
12 60
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