相控阵列超声检测技术是工业无损检测领域一个新的发展方向,它是一种通过对超声阵列换能器各阵元进行相位延时控制,获得灵活可控的合成波束以实现动态聚焦和高速扫查的检测技术。近年来,相控阵超声检测技术已逐渐成为国内外无损检测的研究热点。本文从理论上和实验上研究了相控阵超声检测的原理。本文主要分为三大部分进行研究,首先是相控阵超声场的研究,其中建立了单源矩形换能器、矩形换能器阵列的声场模型,分别仿真研究了它们在单层介质中的辐射声场和多层介质中的折射辐射声场。同时,对换能器和换能器阵列的空间指向性进行了系统研究,提出了相控阵换能器的设计原则,通过分析换能器各参数对声束造成的影响,得到阵列换能器设计使用中各参数的选取规则。本部分内容为后续仿真试验的数值计算和各种类型相控阵换能器的设计和使用提供理论基础。声束的高精度发射与接收是相控阵检测过程中十分重要的一环,本文第二部分主要研究相控阵超声检测原理,建立了相控阵发射与接收过程中的时空控制模型,掌握相控阵声束控制延迟时间的计算方法,对于一带缺陷孔的试块,采用 R/D Tech 公司的相控阵超声设备进行缺陷检测,在掌握了 R/D Tech 数字相控阵设备的数据处理方式的基础上,对采集到的信号进行分析处理,同时进行了缺陷检测的仿真实验,将实际检测结果和仿真结果对比,验证了相控阵超声检测理论和仿真实验的正确性。进而采用仿真研究的方式研究了基于相控阵超声脱粘检测的可行性,为今后采用相控阵方式进行火箭发动机绝热层检测提供基础。第三部分研究了在实际相控阵超声检测过程中由于检测材料等方面的扰动因素所引起的超声检测信号的相位偏差问题。其中分析了信号产生相位偏差的原因及其对系统性能产生的影响,建立了相位偏差模型,针对该模型,提出采用信号