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通过分析图8和表2，我们得出在反射聚焦方式
下，当设置的焦点固定时，焊缝倾斜角度的改变对聚
参 考 文 献
焦效果的影响不大，实际焦点始终在预设焦点的附
近，略微提前。 [1] Zhang B X, Shi F F, Wu X M, et al. Imaging for borehole
wall by a cylindrical linear phased array[J]. Chin. Phys.
4 结论 Lett., 2010, 27(9): 094301.
[2] Zhang B X, Xie F L, Dong H F, et al. Ultrasonic guided
wave focusing by a generalized phased array[J]. Acoustical
本文用高斯声束法分别分析稳态条件下两种 Physics, 2013, 59(1): 97–102.
聚焦方式的相控阵聚焦声场特性和声束的偏转角 [3] Schmerr L W. Fundamentals of ultrasonic nondestructive
度范围，改变焊缝界面的倾斜角度分析其对聚焦效 evaluation—A modeling approach[M]. New York: Plenum
Press, 1998: 159.
果的影响。结果显示，在相同的焊缝结构条件下，直 [4] 张卫亚. 利用角谱方法分析超声换能器的声场 [D]. 南京: 南
接聚焦方式一般适合对厚壁焊缝的中下部做聚焦 京大学, 1999.
[5] Wen J J, Breazeale M A. A diffraction beam field ex-
扫描，越靠近上表面直接聚焦的声束偏转角越大，当
pressed as the superposition of Gaussian beams[J]. J.
声束偏转角度过大时无法进行有效聚焦；而反射聚 Acoust. Soc. Am., 1988, 83(5): 1752–1756.
焦的方式在上表面附近区域具有较小的声束偏转 [6] Goldsmith P. Quasioptical systems: Gaussian beam qua-
sioptical propagation and applications[M]. New York:
角，因此这种方式更适合对焊缝上表面附近的区域
John Wiley-IEEE Press, 1997.
进行聚焦扫描，但此时的声束偏转角随着焦点深度 [7] Huang R J, Schmerr L W Jr, Sedov A. Multi-Gaussian
的增加而增大，同样存在当声束偏转角过大而无法 ultrasonic beam modeling for multiple curved interfaces-
an ABCD matrix approach[J]. Research in Nondestructive
对下部进行有效聚焦的问题。对于固定的焦点，直
Evaluation, 2005, 16(4): 143–174.
接聚焦的效果受焊缝界面倾斜角度的影响较大，而 [8] Shi H Y, Guo Z C, Yan S G, et al. Simulation of ultra-
反射聚焦的效果基本不受影响。这两种聚焦扫描方 sonic phased array field in weld bead[C]. 2017 Symposium
on Piezoelectricity, Acoustic Waves, and Device Applica-
式可根据实际检测的要求和条件灵活选择，形成有
tions, Chengdu, Sichuan, China, 2017: 53–56.
效的互补。