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超聲相控陣探頭是一種先進(jìn)的無損檢測(cè)技術(shù)，它通過電子控制多個(gè)陣元的激勵(lì)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)聲束的偏轉(zhuǎn)和聚焦。這種技術(shù)的核心在于利用時(shí)間延遲（延時(shí)）和相位控制，精確地調(diào)整每個(gè)陣元發(fā)射的超聲波，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)聲束方向和焦點(diǎn)的動(dòng)態(tài)控制。
一、聲束偏轉(zhuǎn)的原理
超聲相控陣探頭由多個(gè)陣元組成，每個(gè)陣元可以獨(dú)立發(fā)射和接收超聲波。當(dāng)需要偏轉(zhuǎn)聲束時(shí)，系統(tǒng)會(huì)為每個(gè)陣元施加不同的延時(shí)。通過精確控制這些延時(shí)，可以使聲波在傳播過程中形成相位差，從而實(shí)現(xiàn)聲束的偏轉(zhuǎn)。
例如，當(dāng)需要將聲束向左偏轉(zhuǎn)時(shí)，左側(cè)的陣元會(huì)比右側(cè)的陣元稍晚發(fā)射超聲波。這種時(shí)間上的差異會(huì)導(dǎo)致聲波在傳播過程中形成一個(gè)向左的相位差，從而使聲束向左偏轉(zhuǎn)。通過調(diào)整延時(shí)的大小，可以精確控制聲束的偏轉(zhuǎn)角度。
二、聲束聚焦的原理
聲束聚焦的實(shí)現(xiàn)依賴于動(dòng)態(tài)延時(shí)控制。為了使聲束在特定深度聚焦，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)聲波傳播的時(shí)間差，為每個(gè)陣元施加不同的延時(shí)。這些延時(shí)的設(shè)置使得聲波在到達(dá)目標(biāo)深度時(shí)能夠同時(shí)到達(dá)并疊加，形成一個(gè)高能量的焦點(diǎn)。
例如，當(dāng)需要在較遠(yuǎn)的距離聚焦時(shí)，系統(tǒng)會(huì)為遠(yuǎn)離焦點(diǎn)的陣元施加更長(zhǎng)的延時(shí)，而靠近焦點(diǎn)的陣元?jiǎng)t施加較短的延時(shí)。這樣，所有陣元發(fā)射的聲波在到達(dá)目標(biāo)深度時(shí)能夠同步疊加，形成一個(gè)清晰的焦點(diǎn)。通過調(diào)整延時(shí)，可以動(dòng)態(tài)改變焦點(diǎn)的位置，實(shí)現(xiàn)不同深度的聚焦。
三、電子控制的優(yōu)勢(shì)
超聲相控陣探頭的電子控制方式具有顯著的優(yōu)勢(shì)。首先，它能夠快速調(diào)整聲束的方向和焦點(diǎn)，無需移動(dòng)探頭即可實(shí)現(xiàn)多角度、多深度的檢測(cè)。其次，電子控制提高了檢測(cè)的靈活性和效率，能夠適應(yīng)復(fù)雜的檢測(cè)需求。此外，通過精確的時(shí)間延遲和相位控制，可以實(shí)現(xiàn)高分辨率的成像，提高檢測(cè)的精度和可靠性。
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