相控陣探頭根據(jù)以下基本參數(shù)從功能上被分成不同的類別：晶片數(shù)量：較常用的相控陣探頭一般有16到128個(gè)晶片，有些探頭的晶片多達(dá)256個(gè)。隨著晶片數(shù)量的增多，聲波聚焦與電子偏轉(zhuǎn)的能力會(huì)增強(qiáng)，同時(shí)檢測(cè)所覆蓋的區(qū)域也會(huì)擴(kuò)大，然而探頭和儀器的成本費(fèi)用也會(huì)增加。每個(gè)晶片被單獨(dú)脈沖激勵(lì)，以創(chuàng)建希望得到的波前。因此這些晶片排列方向的維度通常被稱為主動(dòng)方向或偏轉(zhuǎn)方向。頻率：超聲缺陷探測(cè)一般使用2MHz到10MHz之間的頻率，因此大多數(shù)相控陣探頭都屬于這個(gè)頻率范圍。此外，還有頻率更低或更高的探頭。使用常規(guī)探頭，穿透性能會(huì)隨著頻率的降低而增加，而分辨率及聚焦銳利度會(huì)隨著頻率的升高而增強(qiáng)。用戶對(duì)相控陣探頭的類型選擇需要考慮到被測(cè)材料的表面粗糙度。北京集成楔塊相控陣探頭
相控陣探頭的類型：根據(jù)探頭的功能可將探頭劃分為接觸式、延遲線式、角度聲束、或水浸式等類型。在具體應(yīng)用中，被測(cè)材料的特性例如：表面粗糙度、溫度、可達(dá)性、材料內(nèi)缺陷的位置、檢測(cè)速度等，都會(huì)影響用戶對(duì)探頭類型的選擇。尺寸：尺寸是指開啟探頭晶片的直徑，或者晶片的長度和寬度。晶片通常被置于比它稍大一點(diǎn)的外殼中。頻率：頻率是指一秒鐘內(nèi)聲波完成振動(dòng)周期的次數(shù)，通常用千赫（kHz）或兆赫（MHz）表示。大多數(shù)工業(yè)超聲檢測(cè)在500kHz到20MHz頻率范圍內(nèi)進(jìn)行，因此大多數(shù)探頭的頻率處于這個(gè)范圍內(nèi)。不過，用戶也可以買到頻率范圍在50kHz以下及200MHz以上的商業(yè)探頭。頻率越低，穿透力越強(qiáng)；頻率越高，那么分辨力和聚焦力度越高。相控陣探頭不同的相控陣探頭陣列排布方式將會(huì)產(chǎn)生不同的聲場(chǎng)特性。
超聲相控陣技術(shù)簡介：普通超聲探頭通常由一個(gè)晶片來產(chǎn)生超聲波,其聲束的傳播角度是獨(dú)特的,在實(shí)際檢測(cè)中,為了防止漏檢,通常需要進(jìn)行不同角度的掃查。相控陣探頭是由許多單獨(dú)的晶片構(gòu)成的,每個(gè)晶片都能被單獨(dú)激發(fā)。這些探頭由特殊的裝置驅(qū)動(dòng),能夠在每個(gè)通道單獨(dú)的、同步的發(fā)射和接收信號(hào)。超聲相控陣的一個(gè)重要特性就是可以通過軟件來改變超聲波束的特性。根據(jù)系統(tǒng)軟件設(shè)置,每個(gè)晶片都能通過不同的時(shí)間延時(shí)來開啟,并發(fā)射和接收超聲信號(hào)。另外掃查角度范圍、聚焦深度和焦點(diǎn)尺寸等也都能通過軟件控制。因而在一定程度上克服了常規(guī)超聲由于聲束的方向性造成的在缺陷檢出和定量上的限制。
常規(guī)縱波超聲探頭工作的方式如同可發(fā)出高頻機(jī)械振動(dòng)的活塞，探頭產(chǎn)生的這種振動(dòng)即為聲波。在壓電換能器晶片（通常被稱作晶片）被施與電壓時(shí)，垂直于晶片表面的方向會(huì)受壓變形。電壓消失后，一般在一微秒之內(nèi)，晶片反彈，產(chǎn)生機(jī)械能脈沖，形成超聲波。同樣道理，如果晶片受到射入超聲波的壓力，也會(huì)在其表面產(chǎn)生電壓。這樣，同一個(gè)壓電晶片既可以作為超聲脈沖的發(fā)射器，又可以充當(dāng)超聲脈沖的接收器。根據(jù)探頭的功能可將探頭劃分為接觸式、延遲線式、角度聲束、或水浸式等類型。隨著相控陣探頭晶片數(shù)量的增多，聲波聚焦與電子偏轉(zhuǎn)的能力會(huì)增強(qiáng)。
相控陣探頭的類型：根據(jù)探頭的功能可將探頭劃分為接觸式、延遲線式、角度聲束、或水浸式等類型。在具體應(yīng)用中，被測(cè)材料的特性，如：表面粗糙度、溫度、可達(dá)性、材料內(nèi)缺陷的位置、檢測(cè)速度等，都會(huì)影響用戶對(duì)探頭類型的選擇。尺寸：尺寸是指開啟探頭晶片的直徑，或者晶片的長度和寬度。晶片通常被置于比它稍大一點(diǎn)的外殼中。頻率：頻率是指一秒鐘內(nèi)聲波完成振動(dòng)周期的次數(shù)，通常用千赫（kHz）或兆赫（MHz）表示。大多數(shù)工業(yè)超聲檢測(cè)在500kHz到20MHz頻率范圍內(nèi)進(jìn)行，因此大多數(shù)探頭的頻率處于這個(gè)范圍內(nèi)。不過，用戶也可以買到頻率范圍在50kHz以下及200MHz以上的商業(yè)探頭。頻率越低，穿透力越強(qiáng)；頻率越高，那么分辨力和聚焦力度越高。用戶對(duì)相控陣探頭的類型選擇需要考慮到被測(cè)材料的內(nèi)缺陷位置。相控陣探頭
隨著晶片寬度的減小，相控陣探頭的聲束電子偏轉(zhuǎn)的性能會(huì)增強(qiáng)。北京集成楔塊相控陣探頭
相控陣探頭的聲束形狀：我們用以下這個(gè)比喻可以有效地說明這個(gè)概念。發(fā)自典型的未聚焦圓盤探頭的聲束經(jīng)常被想象成一束源自開啟晶片區(qū)域的能量柱，這個(gè)能量柱在直徑方向上擴(kuò)散，后消失。探頭的聲場(chǎng)被分為兩個(gè)區(qū)域：近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)。近場(chǎng)是指接近探頭的區(qū)域。在這個(gè)區(qū)域中聲壓反復(fù)幾次達(dá)到大值、小值。這個(gè)區(qū)域的終端為軸上后一次出現(xiàn)大聲壓值的位置。這個(gè)位置到探頭表面的距離表示為N，即近場(chǎng)距離。近場(chǎng)距離N證明探頭的自然焦距。遠(yuǎn)場(chǎng)是近場(chǎng)距離（N值）以外的區(qū)域。在這個(gè)區(qū)域，隨著聲束直徑的擴(kuò)展及聲能的消散，聲壓逐漸降低為零。近場(chǎng)距離是探頭頻率、晶片大小以及被測(cè)材料的聲速互相作用的一個(gè)函數(shù)。北京集成楔塊相控陣探頭
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