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多層介質中超聲相控陣聲場仿真
郭忠存; 閻守國; 張碧星 中國科學院聲學研究所聲場聲信息國家重點實驗室; 北京100190; 中國科學院大學; 北京100049
關鍵詞：超聲相控陣 多層介質 聲場仿真
摘要：由于良好的聲束偏轉與聚焦特性,超聲相控陣已經廣泛應用于多層固體介質的缺陷檢測。當超聲束經過多層介質時,由于反射、透射以及模式轉換的存在,多種聲束存在于這種結構中,使得聲場分析變得復雜。為了提高多層介質檢測的準確性,有必要對超聲聲場的分布規律進行深入地了解。該文結合高斯聲束等效點源模型以及射線追蹤法,給出了相控陣聲源在多層固體介質中激發聲場的仿真方法,并且模擬計算了一維線型相控陣在楔塊-鋁-黃銅-鋼四層固體介質中的輻射聲場。通過對不同延時法則的計算,實現了聲波在這種復雜介質中的偏轉與聚焦,進而研究了不同焦點處聚焦聲場的分布。結果表明:相控陣方法能使聚焦點處的聲場幅值增大,能量集中,提高了檢測分辨率;不同聚焦點處聲場聚焦效果不同,實際檢測時應根據檢測區域結構及位置特點,合理放置相控陣換能器。與瑞利積分法的比較表明,該文的仿真方法適用于多層介質相控陣聲場的計算。
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