The ultrasonic annular array transducer usually has a stronger focusing acoustic field than the linear array and matrix transducer with the same number of array elements, and is more suitable for the detection of large thickness and high attenuation components. However, due to the special arrangement of array elements, the focusing beam cannot be deflected and has a large near field, which limits its application in practical detection. The element parameters of annular array transducer are often designed and analyzed according to the 2-D acoustic field model of a linear array transducer. Therefore, the 3-D acoustic field distribution model of the annular array transducer is established, and the influence of the element parameters on its spatial acoustic field focusing characteristics is analyzed. The design criteria of the array element division mode and element size are proposed, which can avoid the generation of high-energy side lobe and grating lobe, and have good axial acoustic field. Then, the influence of excitation aperture on the energy and size of focal spot at different depths is discussed. The dynamic focusing method with variable aperture of annular array is established, and the C-scan detection experiment is carried out on the addictive manufacturing titanium alloy specimen. The detection results show that the variable aperture method has better central amplitude consistency and imaging accuracy for different depth defects, and has better near surface detection ability than the fixed aperture method.

中文翻译：

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超声环形阵列的可变孔径方法用于成瘾制造钛合金的检测

与具有相同阵列元件数量的线性阵列和矩阵换能器相比，超声环形阵列换能器通常具有更强的聚焦声场，并且更适合于检测大厚度和高衰减分量。但是，由于阵列元件的特殊布置，聚焦光束不能偏转并且具有大的近场，这限制了其在实际检测中的应用。通常根据线性阵列换能器的二维声场模型来设计和分析环形阵列换能器的元件参数。因此，建立了环形阵列换能器的3-D声场分布模型，并分析了元件参数对其空间声场聚焦特性的影响。提出了阵列单元划分方式和单元尺寸的设计准则，可以避免产生高能旁瓣和光栅瓣，并具有良好的轴向声场。然后，讨论了激发孔径对不同深度焦斑能量和大小的影响。建立了环形阵列可变孔径的动态聚焦方法，并对成瘾的钛合金试样进行了C扫描检测实验。检测结果表明，与固定孔径法相比，可变孔径法具有更好的中心振幅一致性和针对不同深度缺陷的成像精度，并且具有更好的近表面检测能力。并具有良好的轴向声场 然后，讨论了激发孔径对不同深度焦斑能量和大小的影响。建立了环形阵列可变孔径的动态聚焦方法，并对成瘾的钛合金试样进行了C扫描检测实验。检测结果表明，与固定孔径法相比，可变孔径法具有更好的中心振幅一致性和针对不同深度缺陷的成像精度，并且具有更好的近表面检测能力。并具有良好的轴向声场 然后，讨论了激发孔径对不同深度焦斑能量和大小的影响。建立了环形阵列可变孔径的动态聚焦方法，并对成瘾的钛合金试样进行了C扫描检测实验。检测结果表明，与固定孔径法相比，可变孔径法具有更好的中心振幅一致性和对不同深度缺陷的成像精度，并具有更好的近地表探测能力。对上瘾的钛合金试样进行C扫描检测实验。检测结果表明，与固定孔径法相比，可变孔径法具有更好的中心振幅一致性和对不同深度缺陷的成像精度，并具有更好的近地表探测能力。对上瘾的钛合金试样进行C扫描检测实验。检测结果表明，与固定孔径法相比，可变孔径法对不同深度缺陷具有更好的中心振幅一致性和成像精度，并且具有更好的近地表探测能力。