超声相控阵技术，以其独特的声束操控和高速成像能力，正逐渐成为无损检测领域的焦点。这一技术最初源于雷达天线的电磁波技术，最初仅在医疗领域得到应用。然而，随着微电子和计算机等新技术的迅猛发展，超声相控阵现已被广泛拓展至工业无损检测领域。超声相控阵技术凭借其独特的声束操控能力，能够灵活地生成偏转和聚焦声束，从而实现对特定区域的高分辨率检测，且无需更换探头。
此外，该技术结合线性扫查、扇形扫查以及动态聚焦等多种工作模式，使得在检测过程中，探头几乎无需移动即可高效完成对零件的检测。相较于传统的单晶片超声检测，超声相控阵技术展现出更高的灵活性、检测速度和分辨率，特别适用于形状复杂的零部件检测。
相控阵探头设计与检测模式
其探头设计是将多个独立的压电晶片按照特定方式排列组合，通过计算机技术精确控制晶片的激励顺序和延时，以实现声束的精确操控。为满足多样化的应用需求，超声相控阵换能器设计了多种独特的组合方式。这些方式主要包括线形排列（线阵列）、面形布局（二维矩形阵列）以及环形构造（圆形阵列）。通过这些灵活多变的设计，相控阵探头能够适应不同的检测场景，提高检测效率和准确性。
动态聚焦与扫查效率
所有形式的相控阵排列，无论是线形、面形还是环形，都具备通过控制阵元发射延时来灵活操控声束的能力。这使得探头在无需移动的情况下，便能实现对较大区域的检测。相比之下，常规的超声聚焦探头仅能将超声波聚焦于一点，因此在该点处能获得优异的分辨率和灵敏度，但对于其他位置的缺陷则效果欠佳。
而相控阵探头则大不相同，其聚焦位置可通过计算机进行动态控制，实现声程范围内的任意聚焦。计算机能自动指挥探头各晶片进行超声波的发射与接收，从而在该范围内形成动态聚焦，使得聚焦效果成为一条线。这种动态聚焦能力使得相控阵探头在提高检测效率和准确性方面具有显著优势。
对比传统技术的优势
具体来说，当探头在检测过程中遇到不同的反射体时，计算机能够实时调整聚焦位置，以适应不同的检测需求。这种动态聚焦能力使得相控阵探头在提高检测效率和准确性方面具有显著优势。相控阵换能器的设计遵循惠更斯原理。它由多个相互独立的压电晶片组成阵列，每个晶片都被称为一个单元。通过电子系统，我们可以按照特定的规则和时序来控制这些单元的激发。
未来趋势与发展
基于上述原理，相控阵换能器展现出了显著的灵活性、便捷性和有效性，特别是在控制声束形状和声压分布方面。其声束角度、焦柱位置、焦点尺寸以及位置都可以在一定的范围内进行连续且动态的调整。此外，探头内部还实现了声束的快速平移。因此，相较于传统的超声检测技术，相控阵技术无疑具有显著的优势。相控阵技术在检测速度、灵活度等方面明显优于传统技术，在核电、运输、冶金、建筑等多个工业领域表现出色。
