对于超声波检测操作者而言,相控阵超声波检测的最重要功能是使声束按指定位置传播,这就需要使用费马定理,如图4-19所示。
费马于1650年以公式的形式提出了关于光程(光的传播路径)的定理:光传播的路径是所需时间最少的路径。相控阵技术将该定理应用于声程(声的传播路径)。
在相控阵超声波检测前,操作者应首先确定焦点、检测角度和(或)耦合剂(或楔块材料),以及激发阵元的数量和分布。操作者还应熟悉阵列和楔块(如果使用楔块)的相关信息。
如图4-19所示,计算用于聚焦的各个阵元的射线路径以及各个阵元间的延迟时间,确保焦点最小(应对耦合剂及检测材料进行声速修正)。
图4-19 相控阵超声波检测中应用的费马定理