超聲檢測的基本原理仍然適用

首先請切記：全聚焦方式（TFM）與傳統的超聲檢測（UT）和相控陣（PA）技術受相同的物理定律制約。相控陣電子聚焦將探頭上各個晶片產生的眾多波前匯聚在一個小區域內，這個小區域稱為焦點。這種匯聚只能在相控陣探頭的近場內實現。

近場的終端對應於壓力場在非聚焦超聲束的傳播軸方向上的最後最大值。它由探頭引數定義，如：晶片大小、探頭頻率，以及材料聲速等。在PA（相控陣）檢測中，近場是聲波可以聚焦的區域。在這個範圍之外的聲波被認為是不聚焦的，正如傳統的UT（超聲檢測）一樣，PA（相控陣）聲波的波幅和解析度也會隨著聲程的延長而降低。相同的聚焦和近場限制也適用於全聚焦方式（TFM），這意味著適用於PAUT（相控陣超聲檢測）的定律同樣適用於TFM。

探頭頻率、晶片大小和晶片數量是影響檢測設定和檢測質量的幾個因素。例如，由於近場長度與探頭頻率和孔徑大小直接成正比，具有較高頻率和較大激發孔徑的探頭能夠在距離探頭面更遠的位置聚焦，從而可提供更大的聚焦區域，並改善TFM的成像效果。另一方面，近表面解析度則會變差。

由於所涉及到的各種變數，依靠實驗性檢測為TFM設定確定理想探頭的做法不太切合實際。這也突出說明為什麼建模工具對TFM檢測配置至關重要。

OmniScan X3探傷儀的機載聲學影響圖（AIM）建模工具有助於預測即將生成的TFM訊號的質量。聲學影響圖顯示某種特定的探頭和楔塊組合在使用某個選定的聲波組對某個反射體進行檢測時會產生的預期超聲響應。藉助這種方式，您可以做出正確的選擇，包括為您的設定選擇合適的探頭和楔塊。

如果把聲學影響圖看成是一張可以清楚顯示最強波幅響應位置的熱圖，那麼靈敏度指數，就如同最高溫度值。對於“熱”的程度沒有硬性限制，但是越熱越好。透過比較使用不同引數組（即所選探頭、楔塊、反射體形狀和角度、聲波組等引數）所生成的不同聲學影響圖的預測靈敏度指數，您可以清楚地瞭解到哪種配置最能滿足您的檢測需求。

以下螢幕截圖是一些AIM模擬圖。生成模擬圖所用的探頭頻率（5 MHz）及其他設定都相同，只有晶片大小（間距）不同。在本例中，當晶片尺寸在活動軸上增加時，其靈敏度指數也會相應提高。

5L64-A32探頭型號：32 × 10毫米總激發孔徑，0.5毫米晶片間距，10毫米晶片高度，TT脈衝回波聲波組，靈敏度指數：20.14

5L64-A12探頭型號：38.4 × 10毫米總激發孔徑，0.60毫米晶片間距，10毫米晶片高度，TT脈衝回波聲波組，靈敏度指數：30.21

5L64-NW1探頭型號，64 × 7毫米總激發孔徑，1.00毫米晶片間距，7毫米晶片高度，TT脈衝回波聲波組，靈敏度指數：42.54

探頭頻率會影響AIM模擬圖，並最終影響到TFM檢測：探頭頻率越高，從近場到遠場的過渡位置就越遠。請注意，在下面的示例中，較高頻率探頭的靈敏度指數值較高，其AIM著色在整個聲束反射區域也更加一致，這意味著隨著聲程的延長，其波幅變化較小，因而其訊號指示大小的變化也較小。

5L64-A32探頭型號：5 MHz頻率，32 × 10毫米總激發孔徑，0.5毫米晶片間距，10毫米晶片高度，TT-TT聲波組，靈敏度指數：18.68

10L64-A32探頭型號：10 MHz頻率，32 × 10毫米總激發孔徑，0.5毫米晶片間距，10毫米晶片高度，TT-TT聲波組，靈敏度指數：27.38

適當的準備工作和完善的TFM掃查計劃，除了要使用如AIM的實用性建模工具外，還應該包括探頭策略和可行性測試，以確保充分覆蓋感興趣區域，並獲得優質訊號。