相控阵超声波聚焦技术研究
全聚焦相控阵超声检测技术在核电站的应用展望
全聚焦相控阵超声检测技术在核电站的应用展望相控阵超声检测技术是一种利用压电晶体阵列发射和接收超声波，通过计算机实时处理和显示的一种非破坏性探伤技术。
相比传统的超声探伤技术，全聚焦相控阵超声检测技术具有更高的分辨率和灵敏度，能够实现对较大范围内的物体进行全方位的检测。
在核电站中，全聚焦相控阵超声检测技术有着广阔的应用前景。
全聚焦相控阵超声检测技术能够用于核电站中重要设备的检测。
核电站中的核反应堆、蒸汽发生器等重要设备是核电站安全运行的关键，因此对其进行定期的检测和监测十分重要。
全聚焦相控阵超声检测技术能够实现对这些设备进行全方位、高分辨率的检测，能够及时发现潜在的缺陷和问题，有助于预防事故的发生。
全聚焦相控阵超声检测技术能够用于核电站中管道和容器的检测。
核电站中的管道和容器是重要的能源传输和储存设备，其安全性和完整性对核电站的运行至关重要。
全聚焦相控阵超声检测技术通过发射和接收超声波，可以全面检测管道和容器的内壁和外壁，能够提前发现管壁腐蚀、疲劳裂纹等缺陷，及时采取维修和更换措施，确保设备的安全运行。
全聚焦相控阵超声检测技术还可以用于核电站中排气系统的检测。
核电站的排气系统用于排放核电站产生的废气，如未能及时发现和处理可能导致辐射泄漏，对环境和人员造成严重威胁。
全聚焦相控阵超声检测技术结合适当的探头设计，能够实现对排气系统内部的管道、接口和阀门进行全方位、高分辨率的检测，及时发现并修复可能的问题。
全聚焦相控阵超声检测技术还可以应用于核电站中的金属材料的检测。
核电站中使用的金属材料在长期运行过程中容易产生疲劳裂纹、应力腐蚀等缺陷，而这些缺陷可能会导致设备的失效。
通过全聚焦相控阵超声检测技术，可以实现对金属材料的快速、准确的缺陷检测，为设备的可靠运行提供保障。
全聚焦相控阵超声检测技术在核电站中有着广泛的应用前景。
它能够用于重要设备的检测、管道和容器的检测、排气系统的检测以及金属材料的检测等方面，为核电站的安全运行提供了强有力的支持。
超声相控阵全聚焦成像算法比较分析
第40卷第1期声学技术Vol.40, No.1引用格式：张杰, 莫润阳. 超声相控阵全聚焦成像算法比较分析[J]. 声学技术, 2021, 40(1): 71-76. [ZHANG Jie, MO Runyang. Comparative analysis of total focusing method in ultrasonic array imaging algorithms[J]. Technical Acoustics, 2021, 40(1): 71-76.] DOI: 10.16300/ki.1000-3630. 2021.01.011超声相控阵全聚焦成像算法比较分析张杰，莫润阳(陕西师范大学超声学重点实验室，陕西西安710062)摘要：先进的成像算法推动了超声相控阵技术的发展，全聚焦方法(Total Focusing Method, TFM)是一种基于全矩阵捕获的虚拟聚焦后处理及缺陷图像重构算法。
文章基于一维线阵相控阵纵波探头全矩阵数据模式，利用Matlab软件结合Field II自带开源函数包编写了算法程序，比较了TFM和1/2矩阵方法成像效果并对缺陷分辨率影响因素进行分析，最后用标准试块对算法进行实验验证。
仿真结果表明，TFM和1/2矩阵方法都能用于缺陷重构且效果无明显差异，激励脉冲的宽度和频率对图像分辨率影响较大；实验表明，1/2矩阵的成像方法虽可有效降低计算数据量，但同时也丢失了检测区边缘处缺陷的部分信息，因而成像效果较TFM稍差。
关键词：超声相控阵；全矩阵捕获；全聚焦算法；1/2矩阵方法中图分类号：O426 文献标志码：A 文章编号：1000-3630(2021)-01-0071-06Comparative analysis of total focusing method in ultrasonicarray imaging algorithmsZHANG Jie, MO Runyang(Shaanxi Key Laboratory of Ultrasonics, Shaanxi Normal University, Xi’an 710062, Shaanxi, China) Abstract: Advanced imaging algorithms promote the development of ultrasonic phased array technology. Total focusing method (TFM) is a virtual focusing post processing and defect image reconstruction algorithm based on full matrix capture. In this paper, based on the full matrix data mode of one-dimensional linear phased array longitudinal wave probe, the algorithm is programmed by using Matlab software combined with the open source function package of Field II. The imaging effects of TFM and 1/2 matrix method are compared, and the influencing factors of defect resolution are analyzed. Finally, the algorithm is verified experimentally with the standard test block. The simulation results show that both TFM and 1/2 matrix method can be used for defect reconstruction without significant difference in effect, and the width and frequency of the excitation pulse have great influence on the image resolution. Experimental results show that the imaging method of 1/2 matrix can effectively reduce the amount of calculated data, but it also loses part of the defect information at the edge of the detection area, and its imaging effect is slightly worse than that of TFM.Key words: ultrasonic phased array; full matrix capture (FMC); total focusing method (TFM); 1/2 matrix technique0 引言全聚焦方法(Total Focusing Method, TFM)是一种基于全矩阵捕获(Full Matrix Capture, FMC)数据进行图像重建的超声阵列后处理技术，由英国Bristol大学Holmes等[1-2]于2005年首次提出。
基于超声相控阵的全聚焦三维成像
26传感器与微系统（Transducer and Microsystem Technologies)2020年第39卷第12期DOI：10.13873/J.1000-9787(2020)12-0026-03基于超声相控阵的全聚焦三维成像+刘文婧“2,秦华军、王建国1>2,王少锋1(1.内蒙古科技大学机械工程学院内蒙古自治区机电系统智能诊断与控制重点实验室，内蒙古包头014010;2.内蒙古科技大学矿业研究院，内蒙古包头014010)摘要：针对传统超声相控阵二维检测图谱缺陷信息单一的问题，为更加直观反映缺陷在三维空间中的形态及尺寸等信息，采用带有位置编码器的一维线阵探头，通过分层切片处理与全聚焦算法相结合的方法，借助MATLAB软件平台及采集的全矩阵数据，绘制出一系列带有位置信息的全聚焦图像，并利用增益处理技术进行图像优化。
在此基础上，根据图像在三维空间中的真实位置信息，利用等值面法及图像的二值化处理完成缺陷的三维重构，实现了基于一维线性阵列的超声相控阵三维成像。
研究结果表明:该方法能够在空间上实现对被检测区域的直观显示，获得缺陷的高质量三维成像，使得缺陷的形态及位置等信息更加丰富。
关键词：超声相控阵；全矩阵数据；全聚焦成像；三维成像中图分类号：TG115.28; TB553; TP212 文献标识码：A 文章编号：1000-9787(2020)12-0026-03 Total focus 3D imaging based on ultrasonic phased array*LIU Wenjing1’2，QIN Huajun1，WANG Jianguo1，2，WANG Shaofeng1(1. Key Laboratory of Inner Mongolia for Intelligent Diagnosis and Control of Electromechanical Systems,Schoolof Mechanical Engineering,Inner Mongolia University of Science and Technology,Baotou014010, China；2.Mining Research Institute,Inner Mongolia University of Science and Technology,Baotou014010,China)Abstract：Aiming at the problem of single defect information in traditional ultrasonic phased array two-dimensional inspection atlas, in order to more intuitively reflect the shape and size of defects in three-dimensionalspace, a one-dimensional linear array probe with position encoder is used to draw a series of bit with bit bycombining slicing processing with total focus method, MATLAB software platform and the collected full matrix dataThe full focus image with information is set, and the image is optimized by gain processing technology. On thisbasis, according to the real position information of the image in the three-dimensional space, the three-dimensional reconstruction of defects is completed by using the isosurface method and image binarizationprocessing, and the three-dimensional ultrasonic phased array imaging based on one-dimensional linear array isrealized. The results show that ： this method can realize the visual display of the detected area in space, and obtainhigh-quality three-dimensional imaging of defects, which makes the shape and location of defects more abundant.Keywords：ultrasonic phased array；full matrix data；total focus imaging；three-dimensional imaging〇引言超声相控阵检测[1]作为现代工业无损检测技术中的 一种，其具有灵活的声束可控性、分辨率高等优势，使得超 声相控阵在许多领域有着非常广泛的应用[2’3]。
相控阵超声波检测原理
相控阵超声波检测原理
相控阵超声波检测是利用超声波的特性，在工业和医疗领域进行缺陷检测和成像使用的一种新型技术。
它可以对物体进行快速、无损的缺陷检测和成像。
接下来我们将详细介绍相控阵超声波检测的原理。
相控阵超声波检测原理
相控阵超声波检测的原理基于声波的传播和反射特性。
在超声波检测中，通过超声探头向被检测物体发送脉冲信号，声波进入物体后，会产生反射。
探头会接收这些反射信号并进行处理，最终形成被检测物体的图像。
相控阵超声波检测是利用多个探头同时向被检测物体发送超声波，然后对接收到的数据进行计算和处理，从而形成物体的三维图像。
相比传统的超声波检测技术，相控阵超声波检测具有以下优势：
1.快速成像：相控阵超声波检测可以同时采集多个探头发送的信号，并通过计算和处理快速构建被检测物体的三维图像。
2.高精度检测：相控阵超声波检测可以将声束控制在较小范围内，从而减小误差和漏检率，提高检测精度。
3.非破坏性检测：相控阵超声波检测不会破坏被检测物体的结构，因此适用于对含有细小缺陷的物体的检测，例如钢管和铸件等。
4.广泛应用：相控阵超声波检测已广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑、医疗等领域。
总之，相控阵超声波检测是一种非常重要的超声检测技术。
它可以快速、精确地检测物体的缺陷，并生成可视化的三维图像，为工业和医疗领域提供了重要的帮助。
超声相控阵检测技术
智能化与自动化
借助人工智能和机器学习技术，超声相控阵检测技术正朝 着智能化和自动化方向发展，实现自动缺陷识别、自动报 告生成等。
面临的主要挑战
Байду номын сангаас
01
复杂形状与结构的检测
对于复杂形状和结构的部件，超声相控阵检测技术的适应性有待提高，
应用领域与前景
应用领域
超声相控阵检测技术可应用于各种金属和非金属材料的无损检测，如钢铁、铝合金、钛 合金、陶瓷、复合材料等。具体应用包括焊缝检测、铸件检测、锻件检测、管道检测、
压力容器检测等。
前景
随着新材料、新工艺的不断涌现和无损检测标准的不断提高，超声相控阵检测技术将朝着更高分辨率、更快 检测速度、更智能化等方向发展。同时，随着5G、物联网等新技术的不断发展，超声相控阵检测技术将实现
远程在线监测和实时数据分析等功能，为工业生产和质量控制提供更加便捷、高效的技术支持。
02
超声相控阵检测系
统组成
超声换能器阵列
01
02
03
线性阵列
由一排等间距的超声换能 器组成，用于一维扫描。
矩阵阵列
由二维排列的超声换能器 组成，可实现二维扫描和 三维成像。
环形阵列
由环形排列的超声换能器 组成，适用于管道、圆柱 形容器等特殊形状工件的 检测。
需要开发更先进的算法和探头设计。
02
信号处理与数据分析
随着检测精度的提高，产生的数据量也大幅增加，对信号处理和数据分
析提出了更高的要求。
03
成本与普及
虽然超声相控阵检测技术具有诸多优势，但其高昂的成本限制了其在一
相控阵超声波检测方法
相控阵超声波检测方法相控阵超声波检测方法是一种基于超声波成像的先进无损检测技术，可以应用于诸如医学诊断、材料缺陷检测、结构健康监测等领域。
以下是关于相控阵超声波检测方法的50条介绍和详细描述：1. 相控阵超声波检测方法利用多个发射和接收元件，实现了对被检测物体内部结构的高分辨成像。
2. 该方法可以对复杂结构进行全方位、高分辨率的检测，检测结果准确可靠。
3. 相控阵超声波检测方法通常包括超声波信号生成、传播、接收及成像等几个基本步骤。
4. 该方法依靠控制超声波波束的方向和焦距，可以实现对被检测物体不同深度的检测。
5. 相控阵技术可以实现对多个角度下的超声波成像，从而提高缺陷检测的全面性和准确性。
6. 与传统的单元素超声波探头相比，相控阵超声波检测具有更高的扫描速度和更大的覆盖范围。
7. 该方法可以进行实时成像，提高了检测效率和实时监控能力。
8. 相控阵技术可以通过合成孔径成像算法，实现对被检测物体的高分辨率成像，有效改善了成像质量。
9. 该方法对于表面粗糙、复杂几何形状的物体也具有较强的适应能力，可以实现全面、全方位的检测。
10. 相控阵超声波检测方法适用于金属、塑料、陶瓷等材料的缺陷检测，可以检测到裂纹、气孔、夹杂等缺陷。
11. 在医学领域，相控阵超声波检测方法可用于产前检查、器官检查等，对心脏、肝脏、肾脏等器官进行准确成像。
12. 相控阵技术还可以应用于海洋声纳领域，用于水下目标的成像和探测。
13. 该方法对于管道、容器等封闭结构的内部缺陷检测也有很好的应用前景。
14. 相控阵超声波检测方法可以通过多通道接收，进一步提高成像质量和精度。
15. 利用相控阵技术，可以进行三维成像，实现对被检测物体的全方位展现。
16. 该方法所需的硬件设备相对简单，成本较低，易于实施和推广。
17. 相控阵超声波检测方法还可以通过调制激励信号实现对不同频率超声波的发射和接收。
18. 该方法具有较强的抗干扰能力，可以应对复杂环境下的检测需求。
火力发电厂无损检测新技术之相控阵超声检测技术简介
火力发电厂无损检测新技术之相控阵超声检测技术简介相控阵超声检测技术，是通过控制换能器阵中各阵元的激励脉冲时间延迟，改变由各阵元发射（或接收）声波到达(或来自)物体内某点时的相位关系，达到聚焦和声束偏转的效果，实现缺陷检测的技术。
相控阵工作原理：多个换能器阵元按一定形状、尺寸排列，构成超声阵列换能器，分别调整每个阵元发射信号的波形、幅度和相位延迟，使各阵元发射的超声子波束在空间叠加合成，从而形成发射聚焦和声束偏转等效果。
换能器发射的超声波遇到目标后产生回波信号，其到达各阵元的时间存在差异。
按照回波到达各阵元的时间差对各阵元接收信号进行延时补偿，然后相加合成，就能将特定方向回波信号叠加增强，其他方向的回波信号减弱甚至抵消。
同时，通过各阵元的相位、幅度控制以及声束形成等方法，形成聚焦、变孔径、变迹等多种相控效果。
图1 相控阵工作原理相控阵换能器最显著的特点是可以灵活、便捷而有效地控制声束形状和声压分布，其声束角度、焦柱位置、焦点尺寸及位置在一定范围内连续、动态可调；而且探头内可快速平移声束。
与常规超声检测技术相比，相控阵超声检测技术的优势在于：（1）不移动探头或尽量少移动探头可扫查厚大工件和形状复杂工件的各个区域，成为解决可达性差和空间限制问题的有效手段。
（2）用单轴扇形扫查替代栅格形扫查可提高检测速度。
（3）通常不需要复杂的扫查装置，不需更换探头就可实现整个体积或所关心区域的多角度多方向扫查。
（4）优化控制焦柱长度、焦点尺寸和声束方向，在分辨力、信噪比、缺陷检出率等方面具有一定的优越性。
（5）原生数据丰富，有多种显示方式，便于数据分析和长期保存。
在电力行业设备及装置中，厚壁工件、粗晶材料和复杂形状工件较多，应用相控阵技术可提高检效率，扩大超声检测应用范围，取得良好的经济效益和社会效益。
主要的应用对象有：（1）汽轮机转子叶根、轮槽和键槽；（2）汽轮机焊接隔板；（3）小径管焊缝；（4）电厂管道及角焊缝等。
相控阵超声波技术创新点
相控阵超声波技术创新点
相控阵超声波技术是一种利用多个发射和接收元件来控制和聚
焦超声波束的技术。
它在医学成像、工业无损检测和其他领域有着
广泛的应用。
在近年来，相控阵超声波技术一直在不断创新和发展，以下是一些创新点：
1. 高频率超声波，传统的相控阵超声波技术主要使用低频超声波，但近年来，一些研究机构和公司开始尝试使用高频超声波。
高
频超声波在医学成像中可以提供更高的分辨率，有助于检测更小的
病变和组织结构，同时在工业领域也能提高检测的灵敏度。
2. 实时成像和三维成像，随着计算机技术的发展，相控阵超声
波技术在实时成像和三维成像方面取得了重大进展。
实时成像可以
帮助医生在手术中实时观察患者的组织结构，提高手术的精准度；
而三维成像则可以提供更加全面的组织结构信息，有助于更准确地
诊断疾病。
3. 智能控制和信号处理，随着人工智能和机器学习技术的发展，相控阵超声波技术也开始应用智能控制和信号处理技术，例如自适
应波束成形和自动图像识别等。
这些技术的应用可以提高成像的质
量和准确性，减少人为因素对成像结果的影响。
4. 多模态成像，相控阵超声波技术也开始与其他成像技术结合，例如与光学成像、磁共振成像等结合，形成多模态成像技术，可以
在不同方面提供更加全面和准确的信息，有助于临床诊断和科研领
域的深入研究。
总的来说，相控阵超声波技术在高频率超声波、实时成像和三
维成像、智能控制和信号处理、多模态成像等方面都有不断的创新
和发展，这些创新点都为技术的进步和应用提供了新的可能性。
相控阵超声全聚焦成像算法的有限元仿真研究
第39卷第2期声学技术Vol.39, No.2相控阵超声全聚焦成像算法的有限元仿真研究池强强，胡明慧(华东理工大学承压系统与安全教育部重点实验室，上海200237)摘要：基于超声相控阵基本理论和全聚焦成像算法(Total Focus Method, TFM)，以30 mm厚的Q235钢板中的孔缺陷检测为研究对象，使用ABAQUS有限元软件，建立了相控阵TFM有限元检测模型。
根据模拟结果，在MA TLAB软件中编写了相控阵TFM成像算法。
同时，采用超声多通道实验平台，对构建的TFM有限元检测模型和编写的相控阵TFM算法进行实验验证。
实验结果与有限元模拟结果有较好的一致性。
关键词：超声相控阵；全聚焦成像算法；缺陷识别；有限元；ABAQUS有限元软件中图分类号：TB553 文献标识码：A 文章编号：1000-3630(2020)-02-0176-08DOI编码：10.16300/ki.1000-3630.2020.02.009Simulation research on finite element method based phased arrayultrasonic TFM imaging algorithmCHI Qiangqiang, HU Minghui(Key Laboratory of Pressure Systems and Safety, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China) Abstract: Based on the theory of ultrasonic phased-array and the total focus method (TFM), the finite element model of phased-array TFM is established by using ABAQUS finite element software for defect detection in a 30mm-thick Q235 steel plate. According to the simulation results, the phased-array TFM imaging algorithm is programmed in MATLAB.The TFM finite element detection model and the phased array TFM algorithm are verified by using ultrasonic mul-ti-channel experimental platform. It is shown that the finite element simulation results are in good agreement with the experimental results.Key words: phased-array ultrasound; total focus method (TFM) imaging algorithm; defect identification; finite ele-ment method; ABAQUS finite element software0 引言超声相控阵检测技术使用相控阵列探头来产生和接收超声波，相控阵列探头的每个晶片称为一个阵元，各阵元具有独立的发射和接收电路，通过控制各阵元发射(或接收)脉冲的时间，进而改变合成波束的聚焦点位置和偏转角度，然后运用机械扫描或者电子扫描来实现超声成像[1-2]。
超声相控阵动态聚焦检测技术
超声相控阵动态聚焦检测技术超声相控阵动态聚焦检测技术，听起来是不是有点高大上？但其实它就是用超声波来“探路”，帮我们在一些需要高精度检测的场合，准确找出问题所在。
听着有点抽象是不是？别着急，我来给你慢慢捋一捋。
想象一下你站在一个大房间里，四周都是厚厚的墙壁。
你能听到别人说话的声音吗？当然不行！但如果你有一双超凡的耳朵，能够根据声音从哪里传来的不同，调整自己接收的角度和力度，哇，那你就能听到更清楚了。
超声相控阵技术就是这么一个“超级耳朵”，它利用超声波的反射来“听”清楚我们看不到的东西。
说到超声波，可能大家会想到做B超的场景吧。
其实超声波比X光更加友好，它不像X光那样对身体有辐射，超声波就像是轻轻地摸了下你的皮肤，没啥害处。
它的探测能力可不简单。
通过一个个小小的“声波探头”，它可以快速“扫描”物体，找出内部的一些细节。
就像是把手电筒照进一个黑乎乎的房间，虽然看不见，但声音的回响可以告诉你里面的形态和障碍。
更厉害的是，超声相控阵技术可以精准地控制每一个声波发射的角度，这就好像你在房间里有了360度转动的耳朵，每个细节都能听得清清楚楚。
这一点就厉害了！你想想，要是我们把这种技术应用到工业检测中，比如检查船体的焊缝、飞机的机翼，甚至是核电站的安全隐患，它就能帮助我们发现一些肉眼看不到的问题。
比如说，某个地方出现了细小的裂缝，肉眼可能看不出来，但超声波通过这种动态聚焦的方式，就能“扫”到这个地方，告诉我们裂缝到底有多深，能不能继续使用。
这样就可以避免很多潜在的风险。
动态聚焦，顾名思义，它就是在超声波扫描的时候，可以自动调整焦点的位置，确保我们对每个检测点的“关注”都在最清晰的状态。
要是把这个过程比作拍照，传统的相机就像是一次性对准一个地方拍照，而动态聚焦则是能自动调整焦距，让你无论拍什么都能清晰呈现出来。
大家有没有觉得它像是一个“摄影大师”？它就是能够精确控制聚焦点，确保在不同的深度都能得到精准的信息。
这项技术的应用非常广泛，特别是在一些高精度要求的领域。
曲线美!带凸面声透镜的相控阵超声检测技术
在接触法超声检测中，平面探头与平面工件耦合效果最好，凸面次之，凹面最差。
这是因为凹面工件在进行检测时，探头两端与圆周曲面直接接触，其余区域是具有一定厚度的耦合剂，自两端向探头中心线按一定规律增厚，如Φ10mm 直探头在DN80的接管内壁进行检测时，探头中心线与接管内壁的耦合层厚度达0.6mm，界面的耦合损失达30dB。
为减少凹面工件界面的耦合损失对检测造成的不利影响，浙江省特种设备科学研究院的检测人员设计了一种带凸面声透镜的相控阵超声技术，通过设置与工件表面曲率相匹配的凸面透声楔块，改善了平面探头与凹面工件的界面耦合效果，同时凸面声透镜在圆周方向上有一定的聚焦作用；通过合理设计凸面声透镜在圆周方向上的物理聚焦和沿轴向排列相控阵阵元的电子聚焦，可保证一定检测声程范围内的相控阵超声检测灵敏度。
凸面声透镜可以很好地贴合于接管内表面，操作方便且耦合程度好，可以解决凹面检测时的界面耦合难题。
将该技术应用于承压设备插入式管座角焊缝的质量检测，解决了常规超声检测技术存在的曲界面超声耦合困难、声束扩散、轮廓回波导致缺陷信号识别难度大等问题。
1 基本原理以插入式管座角焊缝接管内壁检测为例，阐述带凸面声透镜的相控阵超声技术原理。
图1 带曲面楔块的相控阵超声技术原理示意如图1所示，将凸面声透镜伸入接管内进行检测，阵元沿轴向排列，采用相控阵电子线扫描方式，聚焦点设置在角焊缝外侧熔合线附近。
由于透声楔块界面波的存在，缺陷回波很可能被二次界面波干扰，为此，声束在楔块中的声程应大于工件中的检测声程。
超声波通过曲面楔块进入小径管内壁再进入焊缝，通过延时法实现在焊缝中某一位置的垂直聚焦或偏转聚焦，如图2所示。
图2 楔块/钢两层介质电子线垂直聚焦和偏转聚焦示意轴向分布的阵列可按线阵聚焦法则来计算。
设探头至楔块/钢界面的距离为H，实际焦点至小径管内壁的距离为H′，则聚焦探头所需的焦距F为：F=H+(c1/c2)•H′式中：c1为楔块中的声速；c2为工件中的声速。
北京航空航天大学科技成果——一种基于改进的动态深度聚焦的相控阵超声检测技术
北京航空航天大学科技成果——一种基于改进的动态深度聚焦的相控阵超声检测技术成果简介本项目属于无损检测技术领域，具体为一种基于改进的动态深度聚焦的相控阵超声检测技术，包括相控阵超声发射和接收步骤、缺陷判别步骤、延迟时间计算步骤、回波信号后处理步骤以及B型图重构步骤共五个步骤。
相控阵超声检测技术是通过电子方式控制换能器阵列中各阵元，按照一定的延迟时间，规则地发射和接收超声波，从而控制超声波束在被检工件中偏转和聚焦，来实现对材料的无损检测，其包括相控阵超声发射和接收两部分。
相控阵超声发射的工作原理基于惠更斯-菲涅尔原理，当各阵元被同频率的脉冲激励时，所发射的超声波将发生干涉形成合成波阵面，从而在空间中形成稳定的超声场；如果改变各阵元的激励脉冲时间，使它们按照一定的延迟时间发射，则根据惠更斯原理，所发射的超声波会在空间叠加合成新的波阵面，从而实现声束偏转或聚焦等特性。
根据互易原理，相控阵接收时也是用延迟的方法来达到的，按照回波到达各阵元的时间差对各阵元接收信息进行延时补偿，然后叠加起来，从而获得某目标方向上的反射回波；同时，通过各阵元的相位、幅值控制以及声束形成等方法，可形成动态聚焦、变孔径、变迹等多种相控效果。
在相控阵超声检测时，由于被检测材料的实际声速与假定声速存在偏差，或被检测材料存在粗晶、各向异性、非均匀等情况导致超声信号传播时声束的非均匀性，都会引起超声信号传播过程中相控阵超声合成信号的畸变，从而导致缺陷检测时声束聚焦和声束合成的困难，严重影响了相控阵超声成像的空间分辨率和对比度。
本项目提出的相控阵超声检测技术不但应用于仅存在一个缺陷的被检测工件的检测，还应用于存在两个以上缺陷的被检测工件的检测。
其优点在于：（1）该技术将超声回波信号准确聚焦到缺陷位置，可以解决当缺陷反射回波信号的信噪比过低时所造成的缺陷识别困难的问题；（2）该技术可以有效解决由于被检工件的材料不均匀导致理想焦点与实际焦点存在偏差的问题，对于分层介质和各向异性介质的相控阵超声检测，可以有效提高检测分辨率；（3）该技术可以减少相控阵探伤仪等硬件系统误差所引起的超声成像结果模糊、畸变等问题，提高相控阵超声成像质量。
相控阵检测技术聚焦深度对检测结果的影响
相控阵检测技术聚焦深度对检测结果的影响王旭;刘贵吉【摘要】Ultrasonic phased array focusing ultrasonic energy on the inspected area to make the test results more obvious. The focus depth setting had great influence in defect quantification. This paper had detected the Φ2mm drill holes of different depth like 4,9,13,18,23,29,35 mm by using ultrasonic phased array scanning technology. As per the test result, when focus depth setting equal to the hole depth, the tolerance of the hole depth and the hole aperture will be迷你mum. When the focusing zone in which ultrasonic beam energy concentrated is approximately 5mm front and after the focusing point setted, and the detecting and sizing the defect has better accuracy. The deviation could be controlled in the range of 1mm.%超声相控阵聚焦能将超声能量聚焦于被检区域，使检测结果更加明显，但缺陷定量结果受相控阵仪器聚焦深度的设置影响较大。
利用超声相控阵技术，通过真实深度聚焦模式对深度分别为4、9、13、18、23、29、35 mm的ϕ2 mm 横通孔进行检测。
超声波相控阵技术
超声波相控阵技术
超声波相控阵技术是一种利用声波的干涉和相位控制特性，实现声波定向和聚焦的技术。
它通过多个发射和接收元件的组合，在三维空间内生成可控的声波束，具有高分辨率、高灵敏度、非接触等特点，广泛应用于医学、工业、航天等领域。
在医学领域，超声波相控阵技术广泛应用于医学影像诊断、手术导航和治疗等方面。
它可以通过不同探头的组合，实现不同部位的高分辨率成像，帮助医生准确诊断疾病。
同时，在手术中，超声波相控阵技术可以提供实时导航和定位，帮助医生精准操作，减少手术风险和损伤。
在工业领域，超声波相控阵技术可以应用于无损检测、材料分析和流体控制等方面。
它可以检测材料内部的缺陷和裂纹，实现材料的质量控制和安全监测。
同时，在流体控制中，超声波相控阵技术可以实现非接触式液位控制和流速测量，提高生产效率和质量。
总之，超声波相控阵技术是一项非常有前景的技术，具有广泛的应用前景和市场需求。
随着技术的不断发展和创新，相信它将在更多领域发挥作用，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
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archer相控阵超声波
相控阵超声波成像技术是近年来超声医学领域的一项重要技术，其中archer相控阵超声波技术更是在这一领域中占据着重要地位。
本文将对archer相控阵超声波进行详细介绍。
一、相控阵超声波成像技术相控阵超声波成像技术是利用超声波的高频振动产生的超声波信号来对人体进行成像的一种医学技术。
这种技术的主要原理是利用超声波在物体中传播的速度和方向信息，通过数学算法处理后得到图像。
相比于传统的B超成像技术，相控阵超声波成像技术具有分辨率高、能够获取三维信息等优点。
二、archer相控阵超声波技术的原理archer相控阵超声波技术是相控阵超声波成像技术的一种重要形式，它的原理主要是利用超声波在物体内部的反射和多个超声源之间的相互作用，从而实现对人体内部的成像。
具体来说，archer相控阵超声波技术使用多个超声发射器和接收器，将超声波信号在人体内部扫描，通过计算机算法对信号进行处理，生成高清晰度的三维图像。
这种技术可以通过调节超声源之间的相位差、振幅和时间延迟等参数，实现对人体内部不同部位的成像。
三、archer相控阵超声波技术的应用1.医学领域archer相控阵超声波技术在医学领域中被广泛应用，主要是因为它可以提供更加精确和深入的成像结果。
这种技术可以用于检测肿瘤、心脏病、血管疾病等多种疾病，有助于医生制定更加科学的治疗方案。
2. 工业领域除了在医学领域中的应用，archer相控阵超声波技术还可以应用于工业领域，如对金属材料的缺陷检测、焊接质量检测等。
这种技术不仅可以提高工作效率，还可以减少环境污染。
四、结语总之，archer相控阵超声波技术是一种非常重要的成像技术，在医学和工业领域都发挥着重要作用。
随着技术的不断发展，相信archer相控阵超声波技术还会有更广泛的应用前景。
探讨相控阵检测技术及其应用
探讨相控阵检测技术及其应用发布时间：2022-07-16T01:08:17.213Z 来源：《当代电力文化》2022年3月第5期作者：关凯文[导读] 为了提升相控阵技术应用水平，提高检测质量。
本文结合实际，在分析相控阵检测技术原理的同时，对该技术的关键点进行了解分析关凯文国家电投集团青海黄河电力技术有限责任公司摘要：为了提升相控阵技术应用水平，提高检测质量。
本文结合实际，在分析相控阵检测技术原理的同时，对该技术的关键点进行了解分析。
最后以合成孔径聚焦技术为例，详细探讨该技术的应用情况。
希望通过分析后，可以给该领域的工作人员一些参考。
关键词：相控阵；检测技术；应用要点引言在检测领域中作为一种形象化表征与准确定位以及定量评估技术，相控阵检测技术由于具备操作方便、检测精确度高得到广泛的应用。
但是从我国现状分析，无论是从相控阵检测技术或是相关标准来说，还未构建出完全同一的技术标准，所以需要采取相关的标准给技术的实施作为支撑。
因而，对相控阵检测技术的原理与应用要点进行分析，总结归纳技术措施尤为重要。
1.超声相控阵检测原理及关键技术1.1超声相控阵检测原理超声相控阵检测技术的研发主要是根据惠更斯原理与亥姆霍兹声压积分定理而研发应用的，是先进技术类型。
在检测中，主要的部件就是超声相控阵列换能器，内部组成结构是多个独立性的一组压电晶片阵元组成，每个阵元都是独立性存在的，且独立完成超声波反射和使用。
根据系统设定的原则对于部门或者全部进行阵元激发，在该环节中，各个阵元内发射的各个波束是重叠的，这种重叠会组合成为波阵面的形式。
在信号接收环节，也需要按照不同的原则延迟对于信号的处理，从而形成超声影像。
1.2超声相控阵检测关键技术1.2.1相控声束聚焦相控声束聚焦是检测工作开展的基础，其主要是进行超声相控阵换能器两侧相应阵元的激励性处理，并且沿着换能器阵列中心方向设置，从而可以通过增加时间延迟以实现其他阵元的激励处理，保证其按照某个曲率中心的波阵面形成。
超声波聚焦的方法
超声波聚焦的方法
超声波聚焦是一种高强度聚焦超声波技术，它利用超声波的聚焦效应
将高能量超声波集中在目标组织区域内来产生有效的治疗效果。
本文
将介绍超声波聚焦的方法。
超声波聚焦方法主要包括单元法、相控阵法和光学共聚焦法。
其中，
单元法是最早使用的方法，其原理是通过调节单个超声波源的位置和
强度来完成聚焦，但是它只能产生一个焦点，不能有效地治疗体内的
复杂病灶。
相控阵法则是目前最常用的超声波聚焦方法，它能够产生
多个焦点，且焦点的大小和位置可以调节，从而实现对病灶的定向治疗。
光学共聚焦法则是一种新的超声波聚焦方法，它利用激光光束和
超声波进行联合成像和治疗，可以更加精准地定位和治疗目标组织。
超声波聚焦治疗的具体方法包括超声波源的选择、治疗参数的调节、
病灶位置的确定等。
超声波源有凸透镜和平面透镜两种，前者适用于
治疗体内较深部位的病灶，后者则适用于表浅部位的治疗。
治疗参数
包括聚焦深度、聚焦次数、聚焦间隔时间等，这些参数需要根据具体
的病灶情况来进行调节。
病灶位置的确定则需要利用超声或者其他图
像学检查技术来进行定位。
总的来说，超声波聚焦是一种安全、非侵入性的治疗方法，具有精准、
可控、高效等优点，被广泛应用于肿瘤治疗、神经系统疾病治疗等领域。
随着科技的不断发展，相信超声波聚焦技术还将有更广泛的应用前景。
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大连理工大学
硕士学位论文
相控阵超声波聚焦技术研究
姓名：孙晓明
申请学位级别：硕士
专业：材料工程
指导教师：李喜孟;吕屹
20080531
相控阵超声波聚焦技术研究
作者：孙晓明
学位授予单位：大连理工大学
1.杨斌超声相控阵系统中高精度触发系统研究[学位论文]2007
2.江帆超声相控阵探伤系统关键技术的研究[学位论文]2005
3.王越全数字相控阵超声无损检测系统软件算法与实现[学位论文]2003
4.王宁超声相控阵焊缝探伤系统的数据采集和处理方法的研究[学位论文]2006
5.王卉聚乙烯燃气管道电熔接头缺陷的超声检测及安全评定[学位论文]2007
6.赵霞基于相控阵超声脱粘检测系统研究[学位论文]2006
7.詹湘琳超声相控阵油气管道环焊缝缺陷检测技术的研究[学位论文]2006
8.谢露相控聚焦超声声场分析及测量实验研究[学位论文]2008
9.汪春晓相控阵超声波车轮缺陷探伤技术研究[学位论文]2010
10.董培强高精度超声相控阵驱动系统研究[学位论文]2008
引用本文格式：孙晓明相控阵超声波聚焦技术研究[学位论文]硕士 2008。