相控阵超声成像与检测设备
相控阵超声成像与检测设备课件
增益
延时
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接收增益线性
ß 显示高度线性-放大器线性 ß 幅度控制线性-增益控制精度 ß 时基线性
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ß 非主平面
Þ 检测范围内声束-6dB宽度沿深度的轮廓线
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声束指向极限
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声束指向极限
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声束指向极限
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声束指向极限
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晶元活性和校准
ß 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。
ß 接收灵敏度应在建立延时法则时进行补偿。
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晶元活性和校准
ß 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。
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相控阵的功能
ß 改变声束位移 ß 改变的声束角度 ß 改变聚焦距离和聚焦特性
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改变声束角度
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改变聚焦距离
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改变声束位移
ß 每次发射与接收用相控阵探头的一部分阵 元合成声束
ß 每次发射与接收所用的阵元组合在整个阵 列中依次移位
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幅度补偿
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幅度补偿
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幅度补偿
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延时补偿
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延时补偿
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延时补偿
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幅度和延时补偿
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
超声波相控阵检测技术及其使用
传统工业相控阵成像
3
精选 ppt
■
然而相控阵技术从医疗领域向工业领域跃进的过程存在着很多技术难题无法
解决，因此最早的工业相控阵设备都是直接把医疗相控阵方法直接照搬到工业机
型上面。这种技术的应用和成像描绘的模式对于工业探伤来说，存在着很多隐患
和需要改进的问题。
问题一： 医用 B超检测对象是由水份组成的人体，不必考虑波形转换现象，而超声
第一临界角（ ） 1
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cr116
EffectiveApertureSize PitschSize N cos
超声相控阵是超声探头晶片的组 合，由多个压电晶片按一定的规律分 布排列，然后逐次按预先规定的延迟 时间激发各个晶片，所有晶片发射的 超声波形成一个整体波阵面，能有效 地控制发射超声束（波阵面）的形状 和方向，能实现超声波的波束扫描、 偏转和聚焦。
要素 :
因为所有的脉冲发生器是同步的，每个晶片振动的叠加产生了所需要的角度及聚焦方式
精选 ppt
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当设备对所有已接收到的信号做数字化处理时，每个通道都有自己的 ADC转换和
FI FO。处理后的所有相位信号进行叠加形成最终的聚焦法则 A扫描。
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传统工业相控阵方法延用医用 B超模式，不具有几何反射修正技术，与人体结 构的单一形式不同，工业领域的检测对象几何结构和材料种类千变万化，不能依照 工件厚度与结构特征生成对应图象而造成数据分析难度大的问题未能有效解决。
没有声束偏转
第二种情况 S1 S0 0 Migr 0
入射点向楔块前端漂移 ; 楔块延迟增加
Case 2 S1 S0 0 Migr 0
入射点向楔块后端漂移 ; 楔块延迟减小
相控阵超声检测方法
相控阵超声检测方法相控阵超声检测方法是一种高精度、高效率的无损检测技术，广泛应用于工业、医疗、航空航天等领域。
相比传统的超声检测方法，相控阵超声检测方法具有更高的分辨率和更强的穿透力，能够检测到更小的缺陷和更深的内部结构。
相控阵超声检测方法的原理是利用超声波在被检测物体内部的传播和反射特性，通过多个发射和接收元件的组合，实现对被检测物体内部结构的成像和缺陷的检测。
相控阵超声检测系统由发射器、接收器、信号处理器和显示器等组成，其中发射器和接收器是关键部件。
发射器是用来产生超声波的装置，通常采用压电陶瓷等材料制成。
发射器的数量和排列方式决定了相控阵超声检测系统的成像能力和分辨率。
接收器是用来接收反射回来的超声波信号的装置，也采用压电陶瓷等材料制成。
接收器的数量和排列方式与发射器相同，可以实现对被检测物体内部结构的成像和缺陷的检测。
信号处理器是用来对接收到的超声波信号进行处理和分析的装置，包括滤波、放大、数字化等处理。
信号处理器的性能决定了相控阵超声检测系统的灵敏度和精度。
显示器是用来显示被检测物体内部结构和缺陷的图像的装置，通常采用液晶显示器等技术。
相控阵超声检测方法具有许多优点，如高分辨率、高灵敏度、高可靠性、无损检测等。
它可以应用于各种材料的检测，如金属、塑料、陶瓷、复合材料等。
在工业领域，相控阵超声检测方法被广泛应用于航空航天、汽车、船舶、石油化工等行业的质量控制和安全检测。
在医疗领域，相控阵超声检测方法被用于诊断和治疗各种疾病，如心脏病、肝脏病、肺部疾病等。
相控阵超声检测方法是一种高精度、高效率的无损检测技术，具有广泛的应用前景。
随着科技的不断发展和进步，相控阵超声检测方法将会越来越成熟和完善，为人类的生产和生活带来更多的便利和安全。
英国声纳sonatest相控阵超声波探伤仪VEO说明书
2 个 发射/接收（2 个多元通道） 2 个 接收 脉冲反射法，发射/接收，TOFD BNC 或 LEMO 1 (生产厂选择) -400v（从-100 到-400V 可调，步进 10V） 负方波（带 ActiveEdge）
脉冲宽度 边缘时间 输出阻抗 接收器
25 ns 到 2000 ns 可调, 分辨率 2.5 ns <20 ns 在 50 欧姆载荷下 <10 欧姆
A 扫描
Veo 支持传统的用单晶探头的超声波检测。高解析 度的 LCD 和快速的图形重现，确保高的精度水平和 快速的交互式波形显示。由于高分辨率的 LCD 显 示，测量清晰易读，宽屏幕模式提供了巨大的扫描 视窗区域。A 扫描显示确保峰值信号始终显示，因 此你永远不会错过任何一个缺陷。
veo 16:64 技术参数（技术参数更改恕不另行通知）
Veo相控阵超声波探伤仪提升了Sonatest公司在创新技术产品研发领域的声誉。Veo 操作简单、高性能、功能先进。机壳带有防滑条纹，技术人员可以用手指触摸操作， 操作简单、易用、可靠。
超声波相控阵技术已经成为先进无损检测应用的一种固定方法。相控阵技术允许使 用者控制例如声束角度和焦距等参数，生成检测部件的图像，提高缺陷检出能力并 提高了检测速度。此外，最新的计算机技术可以处理并永远保存检测记录。Veo坚 固的设计，直观的用户界面和广泛的在线帮助功能给有相控阵基础的技术人员带来 了方便。典型应用包括焊缝检测、腐蚀检测、宇航领域和复合检测。
相控阵 脉冲发生器 配置 检测模式
探头插座 脉冲电压 脉冲形状 脉冲宽度 边缘时间 输出阻抗 触发 同步 发射/接收聚焦 延迟范围 接收器 增益范围 输入阻抗 带宽
16:64 (16 脉冲发生/接收器，上升至 64 元素) 脉冲回波 和 发射/接收 I-PEX -50v 到-150v （10V 步进） 负方波（带 ActiveEdge） 10ns 至 500ns <10 ns 在 50 欧姆载荷下 <16 欧姆
超声相控阵探头的使用场景
超声相控阵探头的使用场景超声相控阵探头是一种常用的医疗设备，广泛应用于医学影像学和诊断领域。
它的使用场景包括但不限于以下几个方面。
1. 临床诊断：超声相控阵探头可用于各种临床诊断，如心脏、肝脏、肾脏、甲状腺、乳腺等器官的检查。
它可以通过不同的探头形状和频率，获取不同部位和深度的图像，帮助医生判断病变的位置、大小和性质，为临床诊断提供重要依据。
2. 妇科检查：超声相控阵探头在妇科检查中起着重要作用。
它可以通过阴道或直肠插入，对女性的子宫、卵巢等进行检查，帮助医生发现和评估妇科疾病，如子宫肌瘤、卵巢囊肿等。
3. 儿科检查：超声相控阵探头可用于儿科检查中，如婴儿头部、腹部、髋关节等的检查。
它可以帮助医生了解婴儿的器官发育情况，检测是否存在异常，如脑积水、肝脾肿大等。
4. 运动损伤检查：超声相控阵探头可用于运动损伤的诊断和评估。
它可以通过肌肉、骨骼和关节的检查，帮助医生判断损伤的类型、程度和位置，指导治疗和康复计划。
5. 心脏检查：超声相控阵探头在心脏检查中得到广泛应用。
它可以通过胸骨窗、心尖窗和食道窗等不同途径，对心脏的大小、形态、收缩功能等进行全面评估，帮助医生判断心脏病的类型和严重程度。
6. 普通外科：超声相控阵探头可用于普通外科手术中的导航和定位。
它可以通过实时的超声图像，帮助医生确定手术切口、避开重要结构、准确定位手术目标，提高手术的安全性和精确性。
7. 神经外科：超声相控阵探头在神经外科手术中发挥着重要作用。
它可以通过颅骨、颅底或经颅窗口，对脑组织、肿瘤、血管等进行检查，帮助医生确定手术方案、避免损伤重要结构，提高手术效果和患者安全性。
8. 产科检查：超声相控阵探头可用于产科检查中的胎儿监测和评估。
它可以通过腹壁或阴道插入，对胎儿的大小、位置、发育情况等进行检查，帮助医生判断胎儿的健康状况和发育是否正常。
超声相控阵探头的使用场景非常广泛，涵盖了医学影像学、临床诊断和手术导航等多个领域。
它通过高频声波的成像原理，可以提供高分辨率、实时的图像，为医生提供重要的诊断信息，帮助患者早日恢复健康。
相控阵超声检测施工方案
相控阵超声检测施工方案1. 引言相控阵超声检测（Phased Array Ultrasonic Testing）是一种应用于工程领域的无损检测技术。
它利用多个发射和接收元件以不同的时间和幅度控制超声波的发射和接收方向，从而实现对被测物体内部缺陷的检测和成像。
本文将介绍相控阵超声检测施工方案的相关内容。
2. 设备准备相控阵超声检测需要使用一系列设备，包括超声波发射和接收探头、相控阵超声检测仪、计算机等。
2.1 超声波发射和接收探头超声波发射和接收探头是相控阵超声检测的核心组件。
它通常由多个单元组成，每个单元都可以独立发射和接收超声波信号。
这些单元可以根据需要调整发射角度和焦点位置，实现对被测物体不同方向的扫描。
2.2 相控阵超声检测仪相控阵超声检测仪是用于控制和驱动超声波发射和接收探头的设备。
它可以通过控制超声波的幅度、相位和时间来调整超声波的发射和接收方向。
相控阵超声检测仪还可以接收和处理探头返回的信号，实现对被测物体内部缺陷的检测和成像。
2.3 计算机计算机是用于控制和管理相控阵超声检测仪的设备。
通过与相控阵超声检测仪连接，计算机可以实现对检测参数的设置、检测数据的采集和处理、缺陷成像的显示等功能。
3. 施工准备在进行相控阵超声检测前，需要进行一些施工准备工作。
3.1 检测目标准备首先需要确定待检测的目标物体，并清理目标物体表面的杂质和涂层，以保证超声波的传播和接收的质量。
对于较大的目标物体，可以使用支架将其稳定固定，并确保目标物体与超声波发射和接收探头的接触良好。
3.2 系统校准在进行正式的相控阵超声检测前，需要对设备进行校准。
这包括对超声波发射和接收探头进行灵敏度和位置的校准，以及对相控阵超声检测仪的参数进行调整和校准。
校准的目的是确保检测系统的准确性和可靠性。
4. 检测操作步骤以下是相控阵超声检测的一般操作步骤：4.1 设定检测参数在计算机上设置相控阵超声检测仪的工作参数，包括发射和接收的角度范围、探头的配置参数等。
相控阵超声成像法检测混凝土缺陷技术规程
相控阵超声成像法检测混凝土缺陷技术规程相控阵超声成像（Phased Array Ultrasonic Imaging）是一种常用的无损检测技术，可以应用于混凝土缺陷的检测。
相控阵超声成像法可以准确地探测混凝土中的各种缺陷，如裂缝、孔洞、空鼓等。
本文将介绍相控阵超声成像法检测混凝土缺陷的技术规程。
1.设备准备相控阵超声成像法主要需要以下设备：相控阵超声探头、超声波发生装置、接收和处理系统等。
在进行检测前，需要确保各设备的正常工作状态，并进行校准。
2.检测前的准备工作在进行检测前，需要对待检测的混凝土结构进行清理，确保表面没有杂质、泥浆等影响检测的物质。
同时，需要对待测部位进行标记，以便于后续的分析和评估。
3.探头选择和校准根据待测部位的特点和要求，选择合适的相控阵超声探头。
探头的频率和尺寸应根据混凝土的厚度和缺陷类型来确定。
校准包括角度校准、焦点校准和增益校准等，确保探头工作的准确性和稳定性。
4.检测参数设置在进行混凝土缺陷检测前，需要根据具体情况设置检测参数，包括脉冲回波重复频率（PRF）、脉冲宽度等。
参数设置要合理，以确保能够准确探测到混凝土内部的缺陷。
5.检测方法相控阵超声成像法可以采用扫描和定位相结合的方法进行检测。
扫描时，通过探头的移动，对待测部位进行全面的扫描，以获取完整的检测数据。
定位时，采用定位工具对检测到的缺陷进行准确定位和标记。
6.数据分析和评估通过相控阵超声成像法获取的数据，可以通过图像处理和分析软件进行进一步处理和分析，以提取和识别混凝土缺陷的特征。
同时，根据缺陷的大小、密度和分布情况，对缺陷进行评估，确定其对混凝土结构强度和使用性能的影响。
7.缺陷等级划分根据混凝土缺陷的严重程度和对结构安全的影响，可以划分不同的缺陷等级。
一般分为轻微、一般和严重三个等级，以指导后续的修复和加固工作。
8.检测报告编制根据检测结果和评估，编制详细的检测报告。
报告应包括检测的具体情况、缺陷的位置和特征、评估结果等。
特种设备相控阵超声检测在压力管道监督检验方法探讨
特种设备相控阵超声检测在压力管道监督检验方法探讨摘要：无损检测技术是压力管道日常检测中最常用的技术之一。
合理使用无损检测技术显得尤为重要。
在正确检查和测试压力管路的过程中，不得损坏工件。
使用先进的技术和设备，通过物理、化学和其他手段检测表面和内部缺陷，可以获得更准确的测试结果。
关键词：无损检测；检测超声波检测；相控阵超声检测；特种设备；监督检验引言在工业领域中，压力管道的应用频率越来越高，且在满足各项生产需求的同时，不同的工况极易导致其中出现裂纹情况，进而可能引起爆炸，所以需要开展相应的检验工作，并针对裂纹问题进行有效控制。
在开展检验工作的过程中，主要针对裂纹的形态进行分析，以掌握其性质、类别及影响因素，从而可以掌握设备缺陷，了解设备整体安全性能及工作状态，之后根据实际情况采用合理的措施，对裂纹进行预防及处置。
可见，针对压力管道检测中的裂纹问题进行探讨具有重要意义。
1超声检测在实际应用中，利用超声波在不同条件下的线性传播特性产生不同的反射波，可以科学有效地检测管道，工作人员可以充分利用这一特性检测和判断管道的断裂位置和状态。
由于超声波的特性，它具有很大的能量。
因此当其在一系列固体中传播时，其传播能力的损失非常小，这将对管道的检测具有良好的效果和准确性。
同时由于超声波本身会在不同介质中以不同的速度传播，因此可以对管道进行更全面的检查。
如果在检查管道时发现气孔或夹渣，不同介质中的超声波速度会发生变化，工作人员可以通过这种变化判断是否存在问题或缺陷，从而提出具体的解决方案。
此外，通过超声波本身的特性，可以准确描述缺陷的问题和位置，以及缺陷的形状和深度。
2相控阵超声检测的优越性传统的A型脉冲反射法以笛卡尔坐标表示超声回波信号的幅度与传播时间的关系，水平坐标则表示声波的传播时间，垂直坐标则表示声波的幅度。
信号采用该方法之时，测试的结果受到测试人员的素质与经验等人为因素的影响比较大。
相控阵超声可以实现模式显示与超声成像。
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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
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改变声束角度
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改变聚焦距离
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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
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相控阵仪器 的结构
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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
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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
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声束轮廓和聚焦能力
完成线扫描
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检测和扫查模式
L-S
相控阵扇扫1.swf
L-D-S L-W-S T-W-S
相控阵扇扫2.swf
L-L
相控阵线扫1.swf 相控阵线扫2.swf
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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Байду номын сангаас个声束 的多通道自动检测。
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
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声束指向极限
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声束指向极限
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声束指向极限
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声束指向极限
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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。
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12 60
50
12 60
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13 65
50
13 65
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14 70
50
14 70
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15 75
50
15 75
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16 80
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16 80
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17 85
50
17 85
25
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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
延时
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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
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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
1
5
50
15
25
2
10
50
2 10
25
3
15
50
3 15
25
4
20
50
4 20
25
5
25
50
5 25
25
6
30
50
6 30
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7
35
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7 35
25
8
40
50
8 40
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9
45
50
9 45
25
10 50
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10 50
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50
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相控阵超声成像与检测设备
超声检测设备与器材（五）
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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
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
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线阵
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环阵
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矩阵
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lo-theta阵列
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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。
接收灵敏度应在建立延时法则时进行补偿。
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晶元活性和校准
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晶元活性测试表
阵元 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
增益
阵元 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
增益
阵元 23 24 25 25 27 28 29 30 31 32
增益
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软件计算能力 （控制和显示接收信号）
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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。
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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。
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阵列的类型
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幅度补偿
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幅度补偿
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幅度补偿
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延时补偿
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延时补偿
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延时补偿
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幅度和延时补偿
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
增益
延时
序号 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
增益
延时
序号 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33
增益