超声波探伤仪相控阵技术已有近20 多年的发展历史。初期主要应用于医疗领域,医学超声成像中用相控阵换能器快速移动声束对被检器官成像
[1 ] ;利用其可控聚焦特性局部升温热疗治癌,使目标组织升温并减少非目标组织的功率吸收
[2 ] 。最初,系统的复杂性、固体中波动传播的复杂性及成本费用高等原因使其在工业无损检测中的应用受限。然而随着电子技术和计算机技术的快速发展,超声相控阵技术逐渐应用于工业无损检测,特别是在核工业及航空工业等领域。如核电站主泵隔热板的检测
[3 ] ;核废料罐电子束环焊缝的全自动检测
[4 ]及薄铝板摩擦焊焊缝热疲劳裂纹的检测
[5 ] 。近几年,超声相控阵技术发展尤为迅速,在第15 届世界无损检测会议中,关于超声相控阵技术的文献有17 篇之多。在相控阵系统设计、系统仿真、生产与测试和应用等方面已取得一系列进展,如采用新的复合材料压电换能器改善电声性能
[6 ] ;奥氏体焊缝、混凝土和复合材料等的超声相控阵检测
[7-9 ] ;R/ DTECH ,SIEMENS 及IMA2SONIC 等公司已生产超声相控阵检测系统及相控阵换能器。而动态聚焦相控阵系统
[10 ],二维阵列、自适应聚焦相控阵系统
[11 ],超声波探伤仪表面波及板波相控阵换能器
[12 ]和基于相控阵的数字成像系统等的研制、开发、应用及完善已成为研究重点。
其中,自适应聚焦相控阵技术尤为突出,它利用接收到的缺陷回波信息调整下一次激发规则,实现声束的优化控制,提高缺陷(如厚大钛锭中的小缺陷或埋藏较深的大缺陷)的检出率。目前,国内在超声相控阵技术上的研究应用尚处于起步阶段,主要集中于医疗领域。