简要介绍了相控阵检测技术相对于脉冲反射手动超声波检测技术的优势。
第一章是超声相控阵检测技术的发展历史和优势。
1.1超声相控阵检测技术发展历程
20世纪20年代，苏联科学家S.J.Slkolov开始研究超声成像。此后，由于各种技术原因，超声成像的研究进展缓慢。随着电子技术和计算机技术的飞速发展，超声成像的研究和应用得到了极大的推动。目前，在无损检测领域，已经开发或正在研究的超声检测成像方法主要有以下几种。
1.扫描超声成像:脉冲超声回波(实际上是超声换能器将超声回波的波形转换成电信号)可以通过不同的显示方式显示在显示屏上，包括A型、B型、C型、P型和F型扫描。
2.超声全息术:基于波前重构的原理，即物波和参考波干涉形成的图案(全息图)，然后通过逆衍射积分的重构过程获得物体的图像。早期的超声全息术模仿光学全息术的原理，采用液面成像。目前声全息学研究比较活跃的方法是扫描声全息术，大致可分为激光束扫描声全息术和计算机再现声全息术。
3.超声波显微镜(Ultrasonic microscope):利用声波对物体内部的声学不连续性(如缺陷、机械性能或微结构变化)进行高分辨率成像检测的系统和技术。其原理是用高频(工作频率可高达2GHz)超声波照射样品，形成样品微观声学参数的分布，获得被测物体表面和近表面结构的高分辨率图像。
4.超声CT:计算机断层扫描，是从X射线CT发展而来的一种超声成像技术。它利用一束超声波依次以不同的方位角照射物体，同时探测目标在物体中的散射波(即投影)，然后通过投影计算出重建目标的图像。目前超声CT主要有两种类型:透射型和反射型，图像重建有两种理论，即射线理论和衍射理论。
5.ALOK超声成像(振幅和Lauf zeit orts kurven)技术，即振幅-传播时间-位置曲线技术。利用振幅-传播时间-位置曲线，通过传播时间补偿和信号叠加的方法，从回叫信号中识别出来自缺陷的回波信息，并去除噪声信号，给出以B模式显示的缺陷图像。
6.衍射传播时间技术(TOFD):一种依靠超声波与缺陷端相互作用产生的衍射波来检测和定量检测缺陷的技术，可以给出A扫显示、D扫和B扫灰度图像显示。
7.合成孔径聚焦技术(SAFT):一种利用小孔径换能器和低工作频率获得高空间分辨率的超声探测技术，可在近场工作，实现三维成像。
8.超声相控阵成像:通过控制阵列换能器中各阵元激励(或接收)脉冲的时间延迟，改变各阵元发射(或接收)的声波到达(或来自)物体中某一点时的相位关系，从而实现焦点和波束指向的变化，从而完成相控阵波束合成，形成成像扫描线。可以给a型、B型、C型、P型和3D扫描成像。
到目前为止，超声相控阵技术已经有近20年的发展历史。最初主要用于医疗领域。在医学超声成像中(如图1-1)，利用相控阵换能器快速移动声束对被检器官进行成像(如图1-2)，而大功率超声利用其可控聚焦特性对肿瘤进行局部加热治疗，从而加热目标组织，降低非目标组织的功率吸收。首先，系统的复杂性、波在固体中传播的复杂性以及高昂的成本限制了它在工业无损检测中的应用。然而，随着电子技术和计算机技术的快速发展，超声相控阵技术逐渐应用于工业无损检测。
图1-1医用相控阵设备图1-2器官检查
近年来，超声相控阵技术因其灵活的波束偏转和聚焦性能而受到越来越多的关注。由于压电复合材料、可控纳秒脉冲信号、数据处理与分析、软件技术和计算机仿真在超声相控阵成像领域的综合应用，超声相控阵检测技术发展迅速，并逐步应用于工业无损检测领域。
在超声相控阵成像检测仪器和设备方面，国外致力于发展相控阵检测系统和设备，如以色列SONOTRON NDT公司、加拿大R/D TECH公司、美国GE公司、日本OLYMPUS公司、英国SONATEST公司、英国技术设计公司等。，并在各行各业的无损检测领域成功开发。
工作申请。与此同时，国内也有很多公司在研究超声相控阵检测设备，如广州多普电子科技有限公司、汕头超声研究所、武汉中科创新科技有限公司等，这些设备已经逐步投产并在市场上推广。
1.2超声波相控阵检测的优势
与其他无损检测方法相比，超声相控阵检测具有以下优点:
1)采用电子方式控制声束聚焦和扫描，探测速度提高一倍；
①超声波束的方向可以自由改变；
②焦点可以调节，甚至可以动态对焦；
③探头固定时可实现超声扇形扫描或线扫描；