刘晓睿，强天鹏，邬冠华，孙忠波，肖 雄，郑 凯

（1.南昌航空大学 无损检测技术教育部重点实验室，南昌 330063；2.江苏省特种设备安全监督检验研究院，南京 210003；3.天津诚信达金属检测有限公司，天津 300384；4.江苏中特创业设备检测有限公司，南京 210014）

1 相控阵聚焦原理

声束偏转和聚焦是超声相控阵区别于常规超声的两个重要特性。所谓“声束聚焦”是指由于各个晶片距离焦点的声程不同，通过延时法则改变晶片的激发时间——距离焦点远的晶片先发射信号，距离焦点近的晶片后发射信号——可使各个晶片发射的信号同时到达焦点，在一个小区域形成一个高强度声场。假设晶片间的距离为p，聚焦深度为F，介质中的声速为c，则各个晶片的延时时间为：

式中n为晶片序号；t0是为了防止出现一个负的延时时间而设置的时间常数。

2 无楔块条件下相控阵聚焦能力测试

试验使用的仪器是Olympus公司的OmniScan MX 32：128便携式相控阵检测仪，利用TomoView软件作数据判读。采用的探头是5L64A2，共有64个晶片，晶片间的距离（pitch）为0.6mm。采用的试块是ASTM E2491—2008《相控阵超声波检查仪和系统工作特性评定指南》标准附录中的图A1.1所示的试块，试块中横孔为φ2mm×25mm，相邻孔深度和水平间距均为5mm。试验激发的晶片数为8，16，32个，设置的聚焦法则为：聚焦深度10，30，50，100，150和200mm。

试验条件基于ASTM E2491标准的附录1，测试相控阵的偏转和聚焦能力，在扫查上使用带编码器线扫。试块及扫查示意见图1。

采用不同激发晶片数和不同聚焦深度，得到的回波信号聚焦情况见图2～4。

在Tomoview软件中以－6dB的方式对孔径进行测量，对于那些由于深度较浅或者波幅较低，用6dB法无法准确测量的结果，用“不可分辨”表示。……