非线性相控阵探头

亚毫米微裂纹成像

用低频激励产生二次谐波，突破线性阵列半波长检测极限，对多微裂纹解耦并精确成像。

Ding, Xiangyan · Yu, Saikun · Lu, Wang · 许才彬 · 杨波 · 胡宁 · 邓明晰 · 赵友选 · Bi, Xiaoyang · Lijin, Cheng · Wang, Jishuo · Song, Jung-il · Lau, Denvid

Mechanical Systems and Signal Processing 2025

参数信息

实验成像微裂纹尺寸

0.47 mm

最小识别精度

0.04 mm

线性阵列检测极限

3.063 mm

技术优势

亚毫米微裂纹可见

非线性相控阵利用低频激励产生二次谐波，克服了线性阵列半波长检测极限（3.063 mm），成功成像0.47 mm微裂纹。

识别精度达0.04 mm

在1 MHz基频下，最小识别精度达到0.04 mm，远小于同频率线性阵列的检测极限，实现早期微小损伤识别。

多裂纹解耦成像

数值和实验证明微裂纹二次谐波遵循叠加原理，可分别对水平方向相距10.00 mm和垂直方向相距5.00 mm的双微裂纹进行空间识别。

应用场景

• 无损检测：直接用于微裂纹成像，替代传统线性阵列无法检测的亚毫米缺陷。
• 超声成像：提供高精度多裂纹解耦图像，使超声成像突破半波长分辨率限制。
• 增材制造缺陷检测：适合增材制造中微小孔隙和裂纹等早期缺陷的高精度检测。
• 设备健康监测：识别0.04 mm级早期损伤，提前预警设备安全状态。