超聲波相控陣是由多個(gè)壓電片按一定的分布規(guī)律排列，然后按預(yù)定的延時(shí)時(shí)間依次激勵(lì)各片的超聲探頭晶片組合而成。所有晶圓發(fā)射超聲波形成完整的波前，可以有效控制發(fā)射的超聲波束(波前)的形狀和方向，實(shí)現(xiàn)超聲波束的掃描、偏轉(zhuǎn)和聚焦。它提供了比單個(gè)或多個(gè)探頭系統(tǒng)更大的能力來確定不連續(xù)的形狀、大小和方向。
超聲波相控陣檢測技術(shù)采用不同形狀的多元件換能器來產(chǎn)生和接收超聲波波束。通過控制換能器陣列中各元件發(fā)射(或接收)脈沖的不同延遲時(shí)間，改變聲波到達(dá)(或從)物體某一點(diǎn)時(shí)的相位關(guān)系，實(shí)現(xiàn)聲束焦點(diǎn)和方向的改變，從而實(shí)現(xiàn)超聲波束掃描、偏轉(zhuǎn)和聚焦。然后，采用機(jī)械掃描和電子掃描相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)圖像成像。
通常采用一維線性陣列探頭，壓電片呈直線狀排列，聲場聚焦呈片狀，可以獲得缺陷的二維圖像，在工業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用。
陣列，顧名思義，就是排列在探針中的芯片的幾何形狀。相控陣探頭主要有三種類型:線性(線性陣列)、平面(二維矩形陣列)和圓形(圓形陣列)，如圖3所示。大多數(shù)相控陣探頭采用線性陣列，因?yàn)榫€性陣列易于編程，并且成本明顯低于其他陣列。
當(dāng)使用相控陣探測探頭檢測焊縫時(shí)，不需要像常規(guī)的單探頭那樣在焊縫兩側(cè)頻繁地來回移動(dòng)。相反，相控陣探頭沿著焊縫的長度方向平行于焊縫進(jìn)行直線掃描，對焊接接頭進(jìn)行全體積檢查。這種掃描方法可以通過配備陣列探頭的機(jī)械掃描儀沿著精確定位的軌跡滑動(dòng)來完成，也可以通過手動(dòng)方式完成，實(shí)現(xiàn)快速檢測和非常高的檢測效率。
