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超声波相控阵是由多个压电片按一定的分布规律排列，然后按预定的延时时间依次激励各片的超声探头晶片组合而成。所有晶圆发射超声波形成完整的波前，可以有效控制发射的超声波束(波前)的形状和方向，实现超声波束的扫描、偏转和聚焦。它提供了比单个或多个探头系统更大的能力来确定不连续的形状、大小和方向。
超声波相控阵检测技术采用不同形状的多元件换能器来产生和接收超声波波束。通过控制换能器阵列中各元件发射(或接收)脉冲的不同延迟时间，改变声波到达(或从)物体某一点时的相位关系，实现声束焦点和方向的改变，从而实现超声波束扫描、偏转和聚焦。然后，采用机械扫描和电子扫描相结合的方式实现图像成像。
通常采用一维线性阵列探头，压电片呈直线状排列，声场聚焦呈片状，可以获得缺陷的二维图像，在工业上得到了广泛的应用。
阵列，顾名思义，就是排列在探针中的芯片的几何形状。相控阵探头主要有三种类型:线性(线性阵列)、平面(二维矩形阵列)和圆形(圆形阵列)，如图3所示。大多数相控阵探头采用线性阵列，因为线性阵列易于编程，并且成本明显低于其他阵列。
当使用相控阵探测探头检测焊缝时，不需要像常规的单探头那样在焊缝两侧频繁地来回移动。相反，相控阵探头沿着焊缝的长度方向平行于焊缝进行直线扫描，对焊接接头进行全体积检查。这种扫描方法可以通过配备阵列探头的机械扫描仪沿着精确定位的轨迹滑动来完成，也可以通过手动方式完成，实现快速检测和非常高的检测效率。
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