相控阵超声成像与检测设备课件

相控阵超声成像与检测设备超声检测设备与器材（五）1可编辑课件PPT相控阵超声成像与检测设备超声波相控阵技术源于电子雷达相控阵技术超声波相控阵技术已广泛应用于医用超声成像与诊断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2可编辑课件PPT3可编辑课件PPT4可编辑课件PPT超声相控阵检测原理定义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。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。5可编辑课件PPT阵列的类型平面阵列：一维阵列：线阵，环阵二维阵列：矩阵，lo-theta阵列非平面阵列柱面6可编辑课件PPT线阵7可编辑课件PPT环阵8可编辑课件PPT矩阵9可编辑课件PPTlo-theta阵列10可编辑课件PPT阵列的特点和作用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。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。11可编辑课件PPT相控阵的功能改变声束位移改变的声束角度改变聚焦距离和聚焦特性12可编辑课件PPT改变声束角度13可编辑课件PPT改变聚焦距离14可编辑课件PPT改变声束位移每次发射与接收用相控阵探头的一部分阵元合成声束每次发射与接收所用的阵元组合在整个阵列中依次移位完成线扫描15可编辑课件PPT检测和扫查模式L-S相控阵扇扫1.swfL-D-SL-W-ST-W-S相控阵扇扫2.swfL-L相控阵线扫1.swf相控阵线扫2.swfT-W-LL-W-LL-D-L16可编辑课件PPT相控阵的功能相控阵技术实现了可动态变化的万能探头。应用于手动超声检测时通常以B扫描成像方式显示图象。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；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。17可编辑课件PPT相控阵仪器的结构实现流程：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。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。18可编辑课件PPT相控阵仪器的结构19可编辑课件PPT相控阵仪器的性能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中的描述测量相控阵仪器还有特殊的性能参数20可编辑课件PPT相控阵仪器的性能参数声束轮廓和聚焦能力声束指向能力晶元活性软件计算（控制和显示接收信号）楔块补偿接收增益线性21可编辑课件PPT声束轮廓和聚焦能力主平面对每个延时法则，检测深度范围内声束-6dB宽度沿深度的轮廓线。在各个延时法则的声束宽度比测量反射体尺寸相对宽度小于2的范围非主平面检测范围内声束-6dB宽度沿深度的轮廓线22可编辑课件PPT声束指向极限23可编辑课件PPT声束指向极限24可编辑课件PPT声束指向极限25可编辑课件PPT声束指向极限26可编辑课件PPT晶元活性和校准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。接收灵敏度应在建立延时法则时进行补偿。27可编辑课件PPT晶元活性和校准28可编辑课件PPT晶元活性测试表阵元增益阵元增益阵元增益112232132431425415255162761728718298193092031102132112229可编辑课件PPT软件计算能力

（控制和显示接收信号）30可编辑课件PPT控制和显示能力测试表序角度声程深度距离序角度声程深度距离15501525210502102531550315254205042025525505252563050630257355073525840508402594550945251050501050251155501155251260501260251365501365251470501470251575501575251680501680251785501785251931可编辑课件PPT声线幅度和延时补偿幅度补偿因楔块或其他原因，每个延时法则在相同的声程上灵敏度有差异延时补偿因楔块或其他原因，每个延时法则在相同的声程上回波延时有差异32可编辑课件PPT幅度补偿33可编辑课件PPT幅度补偿34可编辑课件PPT幅度补偿35可编辑课件PPT延时补偿36可编辑课件PPT延时补偿37可编辑课件PPT延时补偿38可编辑课件PPT幅度和延时补偿序号增益延时序号增益延时序号增益延时11223213243142541526516276172871829819309203110213211223339可编辑课件PPT接收增益线性显示高度线性-放大器线性幅度控制线性-增益控制精度时基线性40可编辑课件PPT41可编辑课件PPT42可编辑课件PPT43可编辑课件PPT44可编辑课件PPT