Войти
Анимация, показывающая принцип работы ультразвукового сканера, используемого в медицинской ультразвуковой визуализации. Он состоит из формирователя луча генератора (TX), который вырабатывает электронный сигнал, состоящий из импульсов синусоидальных волн, колеблющихся с ультразвуковой частотой, который подается на массив ультразвуковых преобразователей (T) при контакте с поверхностью кожи, которые преобразуют электрический сигнал в ультразвуковые волны, проходящие через ткань. Синхронизация импульсов, излучаемых каждым преобразователем, контролируется программируемыми блоками задержки (φ), которые управляются микропроцессорной системой управления (C). Движущиеся красные линии - это волновые фронты ультразвуковых волн от каждого преобразователя. Волновые фронты имеют сферическую форму, но они комбинируются (накладываются ), чтобы сформировать плоские волны, создавая луч звука, распространяющийся в определенном направлении. Поскольку импульс от каждого преобразователя постепенно задерживается по мере продвижения вверх по линии, каждый преобразователь излучает свой импульс после следующего за ним. В результате получается луч звуковых волн, излучаемый под углом (θ) к решетке. Изменяя задержку импульсов, компьютер может сканировать ультразвуковой луч в растровом виде по ткани. Эхо, отраженное тканями разной плотности, принимаемое преобразователями, создает изображение нижележащих структур. 
Исследование сварных швов с помощью фазированной решетки. ВЕРХ: Зонд с фазированной решеткой излучает серию лучей, заливающих сварной шов звуком. ВНИМАНИЕ: дефект в сварном шве отображается красным цветом на экране прибора. Ультразвук с фазированной решеткой (PA) - это усовершенствованный метод ультразвукового контроля, который применяется в медицинской визуализации и промышленный неразрушающий контроль. Обычные применения - неинвазивное исследование сердца или обнаружение дефектов в изготовленных материалах, таких как сварные швы. Одноэлементные (не фазированные решетки ) зонды, технически известные как монолитные зонды, излучают луч в фиксированном направлении. Чтобы проверить или исследовать большой объем материала, обычный зонд необходимо физически сканировать (перемещать или поворачивать), чтобы провести луч через интересующую область. Напротив, луч зонда с фазированной решеткой можно сфокусировать и повернуть электронным способом без перемещения зонда. Луч является управляемым, потому что зонд с фазированной решеткой состоит из множества небольших элементов, каждый из которых может получать импульс индивидуально с вычисляемой компьютером синхронизацией. Термин поэтапный относится к таймингу, а термин «массив» относится к множеству элементов. Фазированные решетки ультразвуковые испытания основаны на принципах волновой физики, которые также находят применение в таких областях, как оптика и электромагнитная антенны.
Зонд PA состоит из множества небольших ультразвуковых преобразователей, каждый из которых может генерировать импульс независимо. Изменяя синхронизацию, например, заставляя импульс от каждого преобразователя постепенно задерживать восходящую линию, устанавливается структура конструктивной интерференции, которая приводит к излучению квазиплоского ультразвукового луча под заданным углом в зависимости от прогрессивной временной задержки. Другими словами, изменяя прогрессивную временную задержку, лучом можно управлять электронно. Его можно пронести, как луч прожектора, через исследуемую ткань или объект, а данные от нескольких лучей объединяются для создания визуального изображения, показывающего срез объекта.
Фазированные решетки широко используются для неразрушающего контроля (NDT) в нескольких промышленных секторах, таких как строительство, трубопроводы и электроэнергетика. Этот метод является усовершенствованным методом неразрушающего контроля, который используется для обнаружения неоднородностей, то есть трещин или дефектов, и, таким образом, определения качества компонентов. Благодаря возможности управления такими параметрами, как угол луча и фокусное расстояние, этот метод очень эффективен в отношении обнаружения дефектов и скорости тестирования. Помимо обнаружения дефектов в компонентах, фазированная решетка также может использоваться для измерения толщины стенки в сочетании с коррозионными испытаниями. Фазированные антенные решетки могут использоваться для следующих промышленных целей:
На строительной площадке технический специалист проверяет трубопровод сварной шов на наличие дефектов с помощью ультразвукового прибора с фазированной решеткой. Сканер, состоящий из рамы с магнитными колесами, удерживает датчик в контакте с трубой с помощью пружины. Влажная зона - это ультразвуковая связка, которая позволяет звуку проходить в стенку трубы. 
