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。
l 原理
超声相控阵是超声探头晶片的组合，由多个压电晶片按一定的规律分布排列，然后逐次按预先规定的延迟时间激发各个晶片，所有晶片发射的超声波形成一个整体波阵面，能有效地控制发射超声束（波阵面）的形状和方向，能实现超声波的波束扫描、偏转和聚焦。它为确定不连续性的形状、大小和方向提供出比单个或多个探头系统更大的能力。
超声相控阵检测技术使用不同形状的多阵元换能器产生和接收超声波束，通过控制换能器阵列中各阵元发射(或接收)脉冲的不同延迟时间，改变声波到达(或来自)物体内某点时的相位关系，实现焦点和声束方向的变化，从而实现超声波的波束扫描、偏转和聚焦。然后采用机械扫描和电子扫描相结合的方法来实现图像成像。
通常使用的是一维线形阵列探头，压电晶片呈直线状排列，聚焦声场为片状，能够得到缺陷的二维图像，在工业中得到广泛的应用。
l 超声相控阵成像
在大多数典型的探伤和测厚应用中，超声波检测数据将基于从处理过的射频波形中获得的时间和振幅信息。这些波形和从中提取的信息通常以四种格式中的一种或多种表示：A-扫描、B-扫描、C-扫描或S-扫描。
A-扫描
A扫描是一种简单的射频波形显示，显示超声波信号的时间和幅度，通常由传统的超声波探伤仪和波形显示测厚仪提供。A扫描波形表示从试件中一个声束位置的反射。
B-扫描
B扫描是指通过试块的一个垂直切片显示横截面轮廓的图像，显示反射器相对于其线性位置的深度。B扫描成像要求在存储相关数据的同时，以机械或电子方式沿选定的试块轴扫描声束。对于传统的探伤仪，传感器必须横向移动穿过试件。
另一方面，相控阵系统可以使用沿线阵探头长度的电子扫描来类似地创建横截面轮廓，而无需移动传感器。
C-扫描
C扫描是以试件的俯视图或平面图显示的数据的二维表示，其图形透视图与x射线图像相似，其中颜色表示映射到其x-y位置的试件中每个点的选通信号幅度。对于传统仪器，单元件传感器必须在试件上以x-y光栅扫描模式移动。在相控阵系统中，探头通常沿一个轴进行物理移动，而波束则沿另一个轴进行电子扫描。当必须保持扫描图像与零件的精确几何对应时，通常会使用编码器，尽管在许多情况下，未编码的手动扫描也可以提供有用的信息。
相控阵系统是可现场携带的，而传统的系统不是，而且成本大约是价格的三分之一。另外，相控阵成像只需几秒钟，而传统的浸没式扫描则需要几分钟。
S-扫描
S-扫描或扇形扫描图像表示从一系列A扫描中获得的二维横截面图，这些A扫描是根据时间延迟和折射角绘制的。水平轴对应试件宽度，垂直轴对应深度。这是医学超声图和工业相控阵图像最常用的格式。声束通过一系列的角度来产生近似锥形的横截面图像。
l 用途
超声相控阵系统几乎可以用于传统超声波探伤仪使用的任何测试。焊缝检测和裂纹检测是最重要的应用，这些测试涉及航空航天、发电、石化、金属坯料和管材供应商、管道建设和维护、结构金属和一般制造等多个行业。在腐蚀测量应用中，相控阵也可以有效地对剩余壁厚进行剖面测量。
相控阵列技术相对于传统超声技术的优势在于它能够使用多个元件通过单个传感器组件来控制、聚焦和扫描光束。光束控制，通常被称为扇形扫描，可用于在适当的角度映射组件。这可以大大简化复杂几何结构部件的检查。传感器占地面积小，能够在不移动探头的情况下扫描光束，这也有助于在机械扫描通道有限的情况下检查此类部件。扇形扫描通常也用于焊缝检查。从单个探头多角度测试焊缝的能力大大增加了异常检测的可能性。电子聚焦允许在预期缺陷位置优化光束形状和尺寸，从而进一步优化检测概率。在多个深度聚焦的能力也提高了确定体积检查关键缺陷尺寸的能力。在具有挑战性的应用中，聚焦可以显著地提高信噪比，而且跨多组元素的电子扫描允许非常快速地生成C扫描图像。