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双晶纵波(TRL,Transmit Receive Longitudinal Wave)相控阵探头,结合了传统TRL探头伪聚焦和相控阵探头动态聚焦的优势,具有声束控制灵活、聚焦效果好等优点。然而由于其结构较为复杂,且聚焦法则的设置会对有效检测区域和定量精度造成影响,给该探头的正确运用带来困难。声场计算与分析技术是获取探头声场特性的有效途径,研究分析TRL探头聚焦声场及其特性,对于分析其检测灵敏度、横向分辨力及探头的优化设计具有重要意义。本文将模拟仿真和实验手段相结合,针对TRL相控阵探头结构的特殊性,对与其相关的几种类型探头声场进行了模拟与实验研究,对比分析了TRL相控阵探头的声场特性,并进行了实验验证,论文主要内容包括：(1)介绍了TRL相控阵探头的结构、声束控制原理及声场基本理论。阐述了常用的声场分析手段,选取标称频率为1.5MHz的面阵(晶片数为8×4、孔径为28mm×16mm)TRL探头为对象,设计了聚焦声场特性研究方案。(2)分别对常规矩形探头、常规TRL探头、二维矩形阵列探头和TRL相控阵探头的声场进行了CIVA模拟,并对加工有深度从5mm到120mm、大小为Φ3mm横通孔的碳钢试块进行了声场试验研究,结果表明模拟与实验结果符合良好。(3)对比分析了4种类型探头声场,总结了TRL相控阵探头的聚焦声场特性如下：①无明显近表面检测盲区,但因其结构限制无法对深度5mm横通孔进行有效检测,安装合适楔块后可几乎消除近表面检测盲区；②与二维矩形阵列探头相比,TRL相控阵探头最佳灵敏度区域较深；③聚焦声束宽度在探测方向变化较小,横向分辨力较均一；④在探测方向聚焦调节能力强,焦柱能量集中。(4)针对厚度80mm的锻造奥氏体不锈钢试块,利用安装有楔块的二维矩形阵列探头和TRL相控阵探头进行超声检测,结果表明：①偏转角度为50°、聚焦深度为15mm时,可以有效检出深度10mm的长横孔；②偏转角度为30°、聚焦深度分别设置为30、50和70mm时,二维矩形阵列探头仅对深度30mm长横孔的成像较好,而TRL相控阵探头对不同深度长横孔的分辨均较好；③在检测深度30、50和70mm的长横孔时,二维矩形阵列探头检测平均信噪比为19dB,而TRL相控阵探头平均信噪比>30dB。