超声相控阵技术已有近20多年的发展历史。初期主要应用于医疗领域,医学超声成像中用相控阵换能器快速移动声束对被检器官成像;大功率超声利用其可控聚焦特性局部升温热疗治癌,使目标组织升温并减少非目标组织的功率吸收。最初,系统的复杂性、固体中波动传播的复杂性及成本费用高等原因使其在工业无损检测中的应用受限。

然而随着电子技术和计算机技术的快速发展,超声相控阵技术逐渐应用于工业无损检测,特别是在核工业及航空工业等领域。如核电站主泵隔热板的检测;核废料罐电子束环焊缝的全自动检测及薄铝板摩擦焊缝热疲劳裂纹的检测。由于数字电子和DSP技术的发展，使得精确延时越来越方便，因此近几年,超声相控阵技术发展的尤为迅速。

 超声相控阵换能器的工作原理是基于惠更斯一菲涅耳原理。当各阵元被同一频率的脉冲信号激励时，它们发出的声波是相干波，  即空间中一些点的声压幅度因为声波同相叠加而得到增强，另一些点的声压幅度由于声波的反相抵消而减弱，从而在空间中形成稳定的超声场。超声相控阵换能器的结构是由多个相互独立的压电晶片组成阵列，每个晶片称为一个单元，按一定的规则和时序用电子系统控制激发各个单元，使阵列中各单元发射的超声波叠加形成一个新的波阵面;

同样，接收反射波时，按一定的规则和时序控制接收单元并进行信号合成和显示。因此可以通过单独控制相控阵探头中每个晶片的激发时间，从而控制产生波束的角度、聚集位置和焦点尺寸。

超声检测时需要对物体内某一区域进行成像，为此必须进行声束扫描。常用的快速扫描方式是机械扫描和电子扫描，两种方式均可获得图像显示，在超声相控阵成像技术中通常结合在一起使用。超声相控阵成像技术是通过控制换能器阵列中各阵元的激励(或接收)  脉冲的时间延迟,改变由各阵元发射(或接收)声波到达(或来自)物体内某点时的相位关系，实现聚焦点和声東方位的变化,完成声成像的技术。由于相控阵阵元的延迟时间可动态改变，所以使用超声相控阵探头探伤主要是利用它的声束度可控和可动态聚焦两大特点。图2  为超声波束偏转聚焦示意。超声相控阵中的每个阵元被相同脉冲采用不同延迟时间激发，通过控制延迟时间控制偏转角度和焦点。实际上，焦点的快速偏转使得对试件实施二维成像成为可能。

阵列顾名思义就是晶片在探头中排列的几何形状。相控阵探头有3 种主要阵列类型:线形(线阵列)、面形(二维矩形阵列)和环形(圆形阵列)，如图3 所示。相控阵探头大多数采用线形阵列，因为线形阵列编程容易，费用明显低于其他阵列。

无论产品还是技术，要发挥它的作用才能有价值，最后我们来看看它可以应用在什么地方。

超声相控阵检测适用于能源工业、石化工业、航空航天工业、船舶、铁轨、汽车等行业。如核电站和能源工厂重要零部件的检测，如祸轮盘涡轮叶片根部、核反应堆的管道、容器和转子、法兰盘等，管道检验，腐蚀检测和绘制腐蚀图，大型曲面板材、铝合金焊缝、搭接连接、环形件和喷嘴。

▷粗晶、后壁工件检测

在核动力装置及设备中，厚壁工件、粗晶材料和复杂形状工件多，设备和管道中某些焊缝可达性及可检性差而申请免检多。

▷焊缝检测

超声相控阵检测技术已被成功应用于各种焊缝探伤，如航空薄铝板莫灿焊缝的微小缺陷探测。