相控陣檢測是相位補償(或延遲補償)陣列,可用于接收或發送。其工作原理是按一定規則對陣列元件的信號進行適當的相移(或延遲)以獲得陣列光束的偏轉,通過相位(或延遲)補償可以同時獲得多個光束,而不同指示。該方法的優點在于,可以在要觀察的空間范圍內實現光束掃描而無需陣列的機械旋轉,這是非常方便和靈活的。同時,可以擴大陣列的尺寸以改善空間增益。
超聲相控陣技術的基本思想來自雷達電磁波相控陣技術。相控陣雷達由許多排列成陣列的輻射單元組成。通過控制陣列天線中每個元件的幅度和相位,可以調節電磁波的輻射方向,并在一定的空間范圍內合成了靈活快速聚焦的掃描雷達波束。超聲相控陣換能器由幾個獨立的壓電晶片組成。根據某些規則和順序,每個芯片單元都會被電子系統激勵,以調整聚焦的位置和方向。
相控陣超聲檢測技術已經發展了20多年。在早期,它主要用于醫療領域。在醫學超聲成像中,使用相控陣換能器快速移動聲束以成像受檢器官。高功率超聲利用其可控的聚焦特性局部加熱癌癥,從而使目標組織變熱并減少非目標組織的功率吸收。首先,由于系統的復雜性,固體波傳播的復雜性和高昂的成本,其在工業無損檢測中的應用受到了限制。但是,隨著電子技術和計算機技術的飛速發展,超聲相控陣技術逐漸應用于工業無損檢測,特別是在核工業和航空工業中。例如,核電廠主泵隔熱板的檢測,核廢料罐電子束環焊縫的自動檢測以及薄鋁板摩擦焊縫的熱疲勞裂紋檢測。由于數字電子技術和DSP技術的發展,精確的時間延遲變得越來越方便。因此,超聲波相控陣技術近年來發展迅速。