环形相控阵探头与水浸聚焦探头的比较

    无损检测用超声相控阵探头阵列主要有线形、面状和环形。其设计基于惠更斯原理。阵列是相控阵探头晶片的组合，在确定不连续性的大小、形状和方向上，它比单个或多个探头系统具有更强的能力。
    在一个相控阵列中规定的相位转换是用电子系统控制并将超声发射至每个探头。声场控制是通过在发射和接收脉冲的过程中引入相位控制来实现的。相控阵探头除有效控制超声束的形状和方向外还实现和完善了复杂的无损检测应用要求的两个条件，即动态聚焦和实时扫描。

环形相控阵探头原理
    环形相控阵探头不能进行转角控制。例如：一个频率为10MHz的环形相控阵探头，由16个环组成，晶片由压电复合材料制成，zui大直径<32mm。可将环形相控阵探头想象成一个圆形的单晶探头，将其切成同轴环形，每片都构成一个独立的探头，这些环上的发射和接收时间用电子系统控制。通过控制各环的时间延迟，产生在不同深度的动态聚焦，可控制整个波阵面的形状和焦点。焦点总是在相控阵探头的轴线上，能相当明显地增加声束向中心轴线的聚焦能力。

环形相控阵探头与水浸聚焦探头对比
    用环形相控阵探头普通水浸聚焦探头对具有不同埋藏深度缺陷的一组标准试块进行对比试验。随着检测深度的增加，普通水浸聚焦探头声束逐渐扩散，检测灵敏度逐渐降低，所需的增益值越来越大，噪比越来越低；环形相控阵探头聚焦深度在动态变化，声束呈柱状，声能集中，检测灵敏度高，增益值变化较小，信噪比高，从而增加了有效探伤深度范围。

环形相控阵探头实际应用
    在对饼坯进行检测时，设置两个通道，即①深度聚焦。用一个*晶片检测饼坯上表面深度<15mm区域，上盲区为1.5mm。②动态深度聚焦。在不同深度设置一次聚焦法则，使声束在扫查不同深度时总是处在焦柱区内。该工件每隔30mm深度设置一次聚焦法则，设置的相邻覆盖区为10mm，要检测厚度100mm的工件需设置5次聚焦法则。对三个环形区域进行检测，需设置三个扫查序列。*个扫查序列扫查完，检测系统会自动移到下一个扫查序列，逐个完成所设置的所有扫查序列。检测系统可同时进行上述两个通道的检测任务，一次完成对工件的序列扫查。所有扫查数据储存在数据文件中，实现了数据的无损失保存。打开保存的检测数据文件可同时显示A、B、C和D扫描结果进行检测数据分析。传统水浸聚焦探头的焦柱区域比较短，检测100mm厚工件至少需更换两次探头，再进行水距和表面垂直度等的调节，检测时间至少是环形阵列检测的两倍。