使用全聚焦法改善陣列超音波成像

 

非破壞檢測（NDT）正在進行更進一步的陣列式技術，具有全聚焦法（TFM）功能的檢測設備正在進入市場。 TFM代表了陣列式超音波（PAUT）技術的重要里程碑。但是，一些PAUT從業者仍然對TFM及全矩陣捕獲（FMC）的關係以及常規PAUT和TFM / FMC處理之間的差異感到困惑。本應用資訊為熟悉PAUT成像的人們提供了TFM成像的基本知識。為了簡明起見，超音波傳遞原理在此不討論。

 

常規陣列式超音波（PAUT）成像

陣列式超音波的特點是能夠將聲束聚焦並引導到被檢部位的所需位置。全聚焦法使用了陣列式探頭的發射與接收晶片延遲，以使短脈衝波在目標位置的飛行時間同步。在試件的聚焦區域，產生的聲束寬度變窄，檢測分辨率增加。

 

物理波束成形

常規陣列式在傳輸中使用基本音波的物理疊加，產生針對被檢物中特定聚焦深度的聲束。發射器晶片組形成孔，從中出現相干聲脈衝。常規陣列式傳輸的作用稱為“物理”波束成形。例如，在S掃描中，針對每個用戶指定的角度進行物理波束成形採集。

 

合成波束成形

在發射器，散射器和接收器之間的音波循環結束時，組成接收孔的晶片會記錄所有從被檢部件返回的回波，作為A掃描。 A掃描數據包含回波幅度和傳播時間。為了增強晶片特定區域中的接收靈敏度，延遲並彙總了A掃描，就好像要通過物理波束成形來施加聚焦一樣。該接收波束成形被稱為“合成”波束成形。合成波束成形所需的所有計算都在專用的前端電子設備中進行，從而可以實現快節奏的實時成像。

 

常規PAUT的局限性

陣列式聚焦的好處是聚焦區域的靈敏度有了明顯的提高，從而局部提高了檢測性能。但是，這種增加的靈敏度僅限於被檢查零件中可控制但固定的深度。位於焦點區域外部的反射器顯得模糊，並且比出現在焦點區域中的相同反射器稍大。

 

 

FMC-訊號獲取方式