一、复合材料粘合度的相控阵超声检测原理

1.1 相控阵的发射与接收

相控阵超声的发射和接收原理如图所示，发射时，数据采集单元触发相控阵列单元，相控阵列单元按照设置的延时法则依次触发激励方波脉冲激励探头，使探头中的每个晶片发出的超声波在某一点聚焦；接收时，由缺陷反射回来的超声波到达每个接收晶片，相控阵列单元根据每个接收晶片的回波信号按照设置的延时法则合成为一个信号送数据采集单元。因此，相控阵每发射接收一次将会获得一个由多晶片采集信号进行合成的A扫描信号，通过电子扫描技术，相控阵超声检测将可实现工件断面图像的显示。

相控阵的发射与接收

1.2 相控阵的电子扫描

相控阵超声具有独特的电子扫描和聚焦，因此使用一个多晶片的相控阵探头，在不移动探头的情况下就可以实现工件断面的扫描检测，本方案采用线形扫描，利用相同的聚集法则施加在相控阵探头的不同晶片组，每组激活晶片产生特定角度的声束，通过改变激活晶片的位置，使该声束沿晶片阵列方向前后移动，以实现类似常规手动超声波检测探头前后移动的检测效果，线形扫描的原理如图所示。

线形扫描原理

1.3 相控阵的C扫描成像

采用相控阵的电子扫描不需要移动探头就可以实现工件一定宽度的断面扫查，因此，对比于单晶探头常规锯齿形的扫查方式，相控阵扫查只需单轴直线扫查便可获得工件的C扫描图像。因此，对于复合材料焊缝，只需探头放置在焊缝位置，复合材料旋转一周即可完成相控阵的扫查检测。

常规扫查与相控阵扫查

二、复合材料粘合度的相控阵超声检测系统

2.1 系统整体技术方案

系统整体技术方案的三维图示如图所示，采用三轴移动控制平台，通过该平台控制探头进行锯齿形移动实现整个工件的C扫描成像检测。检测仪器采用相控阵成像检测仪，支持超声A/B/C扫描成像；成像软件系统基于PC平台，提供完备的软件操作功能。检测系统具备手动（包括连续和点动）控制和自动扫查控制功能，具备探头所需的上下、前后调整结构，具有异常报警与紧急保护措施，满足客户复合材料C扫描检测需求。

系统整体技术方案三维图示

2.2 设备其他部分的简要说明

水箱：

水箱，如图所示，与旋转平台是分开的，水箱的容量为31L,自带液压泵，通过控制液压阀来控制设备的供水。另外，扫查用过的水不回收。

水箱图示

相控阵仪器：

CTS-PA22X是一个模块化的、支持二次开发的超声波相控阵检测平台，集成了精密模拟电路、高速数字电路、相控阵信号处理、软件系统、网络等多项先进技术，可广泛应用于各种工件的相控阵超声检测。

CTS-PA22X图示

2.3 检测软件界面介绍

检测软件界面图示