相控阵超声波探伤比普通超声波有哪些优点

Question

如题所述

Answer 1

超声波相控阵和常规超声波检测得原理相似，都是基于脉冲反射法的原理。所以常规超声波检测拥有的优点，相控阵也拥有。
如果相控阵和常规超声波拥有的优点相同，那没必要发展相控阵。所以相控阵相对常规超声波优点还是蛮多的。
（1）相控阵采用S扫，即同时可以拥有许多角度的超声波，就相当于拥有多种角度的探头同时工作，所以相控阵无需锯齿扫查，只要沿着焊缝挪动探头即可，检测效率更高。适用于自动化生产，和批量生产。
（2）相控阵可以拥有聚焦功能，而常规超声波一般没有（除了聚焦探头外），所以相控阵检测的灵敏度和分辨率都比常规超声检测高。
（3）相控阵检测可以同时拥有B扫、D扫、S扫和C扫描，可以通过建模，建立一个三维立体图形，缺陷显示非常直观，哪怕不懂NDT的人都能看明白，而常规超声波只能通过波形来分辨缺陷。
（4）超声相控阵可以检测复杂工件，比如可以检测涡轮叶片的叶根，常规超声波检测因为探头声束角度单一，存在很大的盲区，造成漏检。而相控阵可以快速，直观的检测。

Answer 2

在医学超声内镜成像领域，延时和叠加算法（Delay and Sum，DAS）是应用最为广泛的超声成像算法。该算法计算复杂度低，能够快速实现超声成像，但其成像结果却存在分辨率低、SNR低的缺点。
因此，为了改进上述算法不足、提高成像质量，Jørgen Arendt Jensen[1]等人将雷达领域的合成孔径技术应用到超声成像领域，提出了一种合成孔径超声成像算法（Synthetic Aperture，SA）。
在SA算法中，超声换能器每次通过单阵元发射超声波。由于医用超声换能器尺寸较小，因此单阵元发射的超声波可视为球面波[2]。该球面波形成的球形声场覆盖了整个成像区域，此举扩大了发射声场的空间范围，改善了传统超声成像算法发射声场空间范围较窄的缺点。
该算法的具体成像过程如图3所示。首先，超声换能器由单阵元发射超声波，待测物体反射的超声回波被换能器的全部阵元所接收；接下来将所得到的回波信息进行延时叠加处理，即可得到一幅低分辨率图像；使用所有阵元依次发射超声波，重复上述过程，即可得到等同于发射阵元数目的多幅低分辨率图像；最后，将所有低分辨率图像进行加权叠加，即可得到一幅用于最终显示的高分辨率图像。