相控阵超声系统（PAUT）

相控阵超声系统（PAUT）是工业无损检测领域的前沿技术，通过电子控制阵列探头的超声波相位与方向，实现对材料内部缺陷的三维成像与精准评估。其核心优势在于突破传统超声检测的机械扫查限制，通过多通道协同发射和接收声波，可在单次扫查中覆盖复杂结构的全区域，显著提升检测效率与可靠性。

PAUT技术广泛应用于航空航天、石油化工、核电等行业，尤其在焊缝检测、厚壁工件评估及复杂几何结构探伤中表现卓越。

技术原理与核心优势

PAUT的核心原理是通过控制阵列探头中各晶片的激发时序，利用波阵面干涉效应实现声束的聚焦、偏转与扫描。

例如，线性阵列探头可通过电子延迟法则生成扇形扫查声束，覆盖焊缝的全熔透区域。

相较于常规超声，PAUT的电子扫描技术无需机械移动探头，检测速度提升3-5倍，且能通过全聚焦成像（TFM）技术生成高分辨率三维图像，缺陷定位精度可达±0.1mm。

系统组成与关键部件

PAUT系统主要由主机、探头阵列、耦合装置及分析软件构成。

主机需具备高速数据处理能力，如M2M Panther型号支持320MB/s数据传输，可实时处理150万像素的TFM图像。

探头类型包括线阵、面阵、环阵等，其中线阵探头（如Olympus 16L64）适用于焊缝检测，环阵探头则擅长圆形工件的周向扫描。

耦合剂的选择直接影响检测效果，常用水基耦合剂（如甘油）可满足动态扫查需求，而高温环境需采用硅脂类耐高温介质。

分析软件需支持S扫描、B扫描、C扫描等多模式成像，如ACQUIRE软件可通过自适应ATFM模式优化信号质量，同时提供API接口支持二次开发。

行业标准与校准规范

PAUT检测需遵循国际与国内双重标准。国际标准如ISO 19675规定了校准试块的制造要求，包括平底孔直径、深度公差等参数；国内则执行JJF 1338-2012《相控阵超声探伤仪校准规范》，要求设备动态范围≥26dB、声束指向性偏差≤3°。

针对特殊行业，BS EN ISO 4761-2022明确了薄壁钢部件的验收准则，规定3.2-8mm壁厚焊缝的缺陷当量不得超过Φ2mm平底孔；而ASME Case 2557允许使用PAUT替代射线检测，要求检测人员具备PCN或ASNT-TC-1A认证。