CN115380223B - 具有行列寻址阵列的超声探测器 - Google Patents

Abstract

超声波探测器可以以非破坏性方式检测对象中的缺陷。该探测器包括具有多个行电极和列电极的行列寻址(RCA)阵列。行电极和列电极可配置成具有至少四种状态：1)发射状态，2)接收状态，3)接地状态，以及4)高阻抗状态。该探测器还包括控制电路，用于在不同的发射配置和接收配置下操作RCA阵列。

Description

具有行列寻址阵列的超声探测器

技术领域

本公开内容总体上涉及用于使用行列寻址(row-column addressed，“RCA”)阵列来检查测试对象的超声探测器。

背景技术

超声技术可以用于以非破坏性方式检查材料(例如，管道)。一种应用可以是检测点焊中的缺陷或瑕疵，点焊是一种用于接合各种制造过程中使用的两个金属片的常用技术。粘焊(有时也称为虚焊(stuck weld)、轻触结合(kissing bond)或电晕结合(coronabond))是焊接瑕疵的一个示例。在粘焊中，虽然两个金属片接合在一起，但焊核并未完全形成。由于焊接过程期间加热不足，可能会发生粘焊。粘焊可能难以检测，因为在某些情况下，测试超声波的回波因粘焊可以是声学上透传的而可能与良好焊接的回波混淆。

一些例如使用二维换能器的检查技术在检查材料方面可能具有局限性。例如，二维换能器和普遍可用的处理技术可能会在分辨率、声频和缺乏聚焦之间进行权衡。作为说明性示例，二维换能器的使用通常不能提供非常高分辨率的图像，其使用高频获得并且在整个图像中提供高焦点以显示被测对象的颗粒细节。

附图说明

各种附图仅图示了本公开内容的示例实现方式并且不应被视为限制其范围。

图1图示了根据本发明示例的RCA阵列。

图2图示了根据本发明示例的超声探测器的框图。

图2A图示了根据本发明示例的开关配置。

图2B图示了根据本发明示例的开关配置。

图3A图示了根据本发明示例的超声探测器的发射配置。

图3B图示了根据本发明示例的超声探测器的发射配置。

图4A图示了根据本发明示例的超声探测器的接收配置。

图4B图示了根据本发明示例的超声探测器的接收配置。

图5图示了根据本发明示例的RCA检查技术。

图6A图示了根据本发明示例的测试对象的RCA阵列检查。

图6B图示了根据本发明示例的测试对象的RCA阵列检查。

图7图示了根据本发明示例的检查系统。

图8是根据本发明示例的用于检测测试对象中的缺陷的流程图。

图9图示了根据本发明示例的检查系统。

图10图示了根据本发明示例的检查系统。

具体实施方式

以非破坏性方式检测困难位置处的缺陷和瑕疵可能对普遍可用的检查技术提出挑战。发明人已经认识到，其中，这样的挑战可以至少部分地通过具有如下所述的可配置行列寻址(RCA)阵列的检查探测器来解决。本发明的示例允许在多种模式下操作更稳健的检查技术以发现难以检测的缺陷。本发明的示例可以以高频率提供高分辨率和高聚焦的图像，显示通常可用的检查技术无法获得的细节。

图1图示了根据本发明示例的RCA阵列100。RCA阵列100可以包括背衬层102、行电极104、压电复合材料106、列电极108、匹配层110和介质块112。背衬层102可以设置在RCA阵列100的顶侧上。可以使用多种耦接技术将行电极104和列电极108附接到压电复合材料106的相对侧。例如，行电极104和列电极108可以被直接压印在压电复合材料106上，或者可以被设置在柔性电路上，然后柔性电路被连接至压电复合材料106。例如，通道和元件可以通过柔性印刷电路板设置在耦接的压电复合材料106上。压电复合材料106可以是单片的或者可以分割成更小的区域。

行电极104可以包括多个平行排列的线电极，并且列电极108可以包括多个平行排列的线电极。行电极104和列电极108可以布置成基本上彼此垂直或正交，形成具有设置在行电极104和列电极108的交会区(intersection)处的元件或像素的阵列。如下所述，行电极104和列电极108可以产生并且发射超声波以及/或者可以接收那些超声波的反射或回波。

匹配层110可以设置在列电极108下方。匹配层110可以提供声阻抗匹配。并且介质块112可以设置在RCA阵列100的底侧上。例如，可以将介质块110设置为楔。

图2图示了根据本发明示例的超声探测器200的示意框图。超声探测器200可以包括RCA阵列202和控制电路210。例如，RCA阵列202可以设置为上述图1的RCA阵列100。RCA阵列202可以包括列电极204和行电极206。行电极204可以包括M个平行排列的线电极，并且列电极可以包括N个平行排列的线电极；因此，RCA阵列202可以包括元件或像素的MxN阵列。

控制电路210可以耦接至RCA阵列202并且可以控制RCA阵列202的操作。控制电路210可以设置为提供多级脉冲信号和其他状态的集成电路。控制电路210可以包括第一组开关212.1至212.M，第一组开关212.1至212.M中的每个开关耦接至行电极204的相应行。

图2A图示了根据本发明示例的第一组开关212.1至212.M中的开关。第一组开关212.1至212.M中的每个开关可以具有四种可能的连接，从而取决于开关连接以四种状态之一操作耦接的行电极：1)发射状态，2)接收状态，3)接地状态，以及4)高阻抗(浮置)状态。

控制电路210可以包括第二组开关214.1至214.N，第二开关214.1至214.N中的每个开关耦接至列电极206的相应列。图2B图示了根据本发明示例的第二组开关214.1至214.N中的一个开关。第二组开关214.1-214.M中的每个开关可以具有四种可能的连接，从而取决于开关连接以四种状态之一操作耦接的列电极：1)发射状态，2)接收状态，3)接地状态，以及4)高阻抗(浮置)状态。

在发射状态中，相应的开关可以将行/列电极耦接至激励信号，例如高压脉冲信号。在接收状态中，相应的开关可以将行/列电极耦接至RCA阵列202的输出端。RCA阵列202的输出端可以耦接至信号处理部件例如模数转换器和处理器，以对从RCA阵列202接收到的信号进行处理。例如，处理器可以使用RCA阵列的输出来执行飞行时间(ToF)技术。在接地状态下，相应的开关可以将行/列电极耦接至接地，接地可以是处于固定参考电位的参考节点。在高阻抗状态下，相应的开关可以将行/列电极耦接至高阻抗，使得耦接的行/列电极可以在基本上开路状态(即，浮置节点)下电力地运转。

开关212.1至212.M、214.1至214.N可以被设置为多路复用器、逻辑器件等。此外，可以在发射状态下提供不同的脉冲信号。不同的脉冲信号可以具有不同的幅度和/或不同的占空比。

图3A和图3B图示了根据本发明示例的超声探测器200的不同发射配置。图3A图示了第一发射配置，其中选定的列电极可以被驱动，而选定的行电极可以耦接至接地，使得选定的列电极和行电极的交会区限定发射孔径。这里，第一组列电极开关214可以通过耦接至诸如脉冲信号的激励信号将选定的列电极设置为发射状态，并且第二组列电极开关214可以将其余的列电极设置为高阻抗状态。类似地，第一组行电极开关212可以将选定的行电极设置为接地状态，并且第二组行电极开关212可以将其余的行电极设置为高阻抗状态。

图3B图示了第二发射配置，其中选定的行电极可以被驱动而选定的列电极可以耦接至接地，使得选定的列电极和行电极的交会区限定发射孔径。这里，第一组行电极开关212可以通过耦接至诸如脉冲信号的激励信号将选定的行电极设置为发射状态，并且第二组行电极开关212可以将其余的行电极设置为高阻抗状态。类似地，第一组列电极开关214可以将选定的列电极设置为接地状态，并且第二组列电极开关214可以将其余的列电极设置为高阻抗状态。

在第一发射配置或第二发射配置下，第一行组和第一列组的交会区可以限定发射孔径。如果没有延迟，则发射孔径可以作为单个发射元件操作。如下文进一步描述的，例如，可以为束流控制(beam steering)添加延迟。

图4A和图4B图示了根据本发明示例的超声探测器200的不同接收配置。图4A图示了第一接收配置，其中选定的行电极可以用于接收，而选定的列电极可以耦接至接地，使得选定的行电极和列电极的交会区限定接收孔径。这里，第一组行电极开关212可以通过耦接至RCA阵列202的输出端将选定的行电极设置为接收状态，并且第二组行电极开关212可以将其余的行电极设置为高阻抗状态。类似地，第一组列电极开关214可以将选定的列电极设置为接地状态，并且第二组列电极开关214可以将其余的列电极设置为高阻抗状态。

图4B图示了第二接收配置，其中选定的列电极可以用于接收，而选定的行电极可以耦接至接地，使得选定的列电极和行电极的交会区限定接收孔径。这里，第一组列电极开关214可以通过耦接至RCA阵列202的输出端将选定的列电极设置为接收状态，并且第二组列电极开关214可以将其余的行电极设置为高阻抗状态。类似地，第一组行电极开关212可以将选定的行电极设置为接地状态，并且第二组行电极开关212可以将其余的列电极设置为高阻抗状态。在第一接收配置或第二接收配置下，第一行组和第一列组的交会区可以限定接收孔径。

如果没有延迟，则接收孔径可以作为单个接收元件操作。如下文进一步描述的，例如，可以为束流控制添加延迟。

在检查操作期间，可以在RCA阵列202内的不同位置提供发射孔径和接收孔径。例如，在发射期间，控制电路210可以在第一位置处提供发射孔径，但可以在第二不同位置处的接收孔径处接收发射的反射或回波。

如本文所述，控制电路210、行电极开关212和列电极开关214可以在不同的发射配置和接收配置下操作RCA阵列202，从而提供更稳健的检查选项。如下文进一步详细描述的，这种扩展的控制可以允许不同的检查技术，例如跨不同轴的扫描、发射和/或接收中的束流控制等。

图5图示了根据本发明的示例使用RCA阵列的不同检查技术。在图5中，图示了孔径502，其可以是发射孔径或接收孔径并且可以由本文描述的技术提供。可以在任一轴504、506上执行束流控制。例如，孔径502可以为发射束流控制或接收束流控制提供有效取向。对于发射束流控制，控制电路可以取决于发射配置以各个列或行之间的延迟来驱动列或行。

在第一发射配置下，控制电路可以如上所述但以第一列组当中的各个列之间的延迟驱动第一列组。同样地，在第二发射配置下，控制电路可以如上所述但以第一行组当中的各个行之间的延迟驱动第一行组。

关于第一接收配置下的接收束流控制，控制电路可以如上所述但以第一列组当中的各个列之间的延迟在第一列组上接收。在第二接收配置下，控制电路可以如上所述但以第一行组当中的各个行之间的延迟在第一行组上接收。

可以在任一轴508、510上执行扫描。例如，孔径502可以为发射或接收扫描提供有效取向，并且孔径502可以沿着任一轴508、510移动。例如，对于发射扫描，在第一持续时间期间在第一位置处使用孔径502进行发射之后，孔径502可以沿轴508或轴510移动以用于下一个发射持续时间，然后再次移动以用于随后的发射持续时间，依此类推。发射孔径可沿指定轴按序排列。此外，发射孔径可以在总孔径区域的任何位置进行设置和移动；例如，发射孔径可以像光栅扫描一样在两个方向上移动。接收孔径可以以类似的方式按序排列。

可以结合束流控制来执行扫描。例如，在扫描模式下的发射和/或接收持续时间期间，还可以实现如上所述的束流控制(例如，在孔径内以一定延迟的驱动或接收)。束流控制可以独立于扫描，即针对束流控制的轴可能与针对扫描的轴不同。

图6A图示了根据本发明示例的针对横向缺陷来检查对象的RCA阵列。图6A图示了具有发射孔径604的RCA阵列602，其将超声束发射通过测试对象605。在该示例中，RCA阵列602使用本文描述的束流控制技术在水平轴上在线性扫描模式下操作。测试对象605可以是棒或管等。如图所示，束流控制取向允许检测相对于测试对象605的轴的横向缺陷(或瑕疵)。此外，使用信号处理技术，可以确定缺陷的位置和大小。本文所述的束流控制方法允许通过使用本文所述的不同发射配置和接收配置翻转探测器的有效轴来在正交方向上进行扫描。

图6B图示了根据本发明示例的针对横向缺陷来检查对象的RCA阵列。图6B图示了具有发射孔径604.a、604.b的RCA阵列602，其将超声束发射通过测试对象605，RCA阵列602使用与用于检测横向缺陷的图6A中所示的孔径604的束流控制取向相比用于检测纵向缺陷的不同的束流控制取向在水平轴上在线性扫描模式下操作。在此示例中，显示了两个孔径604.a、604.b，因为探测器被配置成执行并行(同步)发射。然而，应当理解，可以使用单个孔径或多于两个的同步孔径。此外，多个同步孔径可以与本文描述的其他示例或实现方式一起使用。

图7图示了根据本发明示例的检查系统700。检查系统700可以包括发射探测器702和接收探测器712。发射探测器702可以包括以第一楔角设置的RCA阵列704和楔706。接收探测器706可以包括以第二楔角设置的RCA阵列714和楔716。探测器中的RCA阵列704、714可以如上文参照图1至图6所描述的那样实现。发射探测器702和接收探测器712可以面对面放置在测试对象的表面上。发射探测器702可以将超声波722发射通过测试对象并且可以从测试对象中的缺陷720反射离开。超声波722的来自缺陷722的反射或回波720可以被接收探测器714接收。除了RCA阵列704、714之外，第一楔角和楔角也可以配置成与测试对象的表面共形并以所需的角度发射和接收超声波。

检查系统700可以在不同的模式下使用。例如，检查系统700可用于脉冲回波(PE)模式以检测纵向缺陷。在另一个示例中，检查系统700可以用于以一投一接(Pitch-Catch，PC)模式来检测横向缺陷。在PC模式下，发射探测器702可以将超声波发射(投)到测试对象中，接收探测器712可以接收(接)反射回波。

图8图示了用于检测测试对象中的缺陷的方法800的示例部分的流程图。在步骤805，可以将发射探测器定位在测试对象的表面上。发射探测器可以以第一楔角放置。在步骤810，可以将接收探测器定位在测试对象的表面上。接收探测器可以以第二楔角放置。接收探测器可以定位成面对发射探测器。

在步骤815，发射探测器可以使用设置在发射探测器中的RCA阵列将超声波发射到测试对象中。发射探测器可以通过在如上所述例如参照图3A至图3B的第一发射配置或第二发射配置下选择发射孔径来完成。此外，发射探测器可以在如上所述例如参照图5的扫描和/或束流控制模式下操作。可以计算孔径位置和/或束流控制角；该计算可以基于是检测到内表面(ID)缺陷还是外表面缺陷，如下面参照图9和图10所示。另外，可以选择检查系统的模式(例如PC、PE)。

在步骤820，接收探测器可以使用设置在接收探测器中的RCA阵列从测试对象接收超声波的反射。接收探测器可以通过在如上所述例如参照图4A至图4B的第一接收配置或第二接收配置下选择接收孔径来完成。此外，接收探测器可以在如上所述例如参照图5的扫描和/或束流控制模式下操作。

在步骤825，接收探测器可以处理接收到的反射以确定测试对象内部是否存在缺陷，例如纵向缺陷或横向缺陷。例如，接收到的反射可用于确定缺陷的位置和大小。在示例中，本文描述的双探测器技术可用于环焊缝检查，对此常规技术大约使用多达十个探测器。

使用两个探测器可以提供额外的好处，例如提供更大的灵活性，允许检测可能难以用单个探测器检测的缺陷。例如，除了检测测试对象中的纵向缺陷外，使用两个探测器可以检测难以检测的横向缺陷。

图9图示了根据本发明示例的检测内表面(ID)横向缺陷的检查系统900。检查系统900可以包括发射探测器902和接收探测器912，它们可以包括使用本文描述的发射和接收技术的相应RCA阵列。检查系统900可以执行前向和后向检查。如图所示，发射探测器902可以使用本文描述的技术，包括使用不同的发射配置、束流控制和/或扫描，经由发射孔径将超声波发射到测试对象中。接收探测器912可以使用本文描述的技术，包括使用不同的接收配置、束流控制和/或扫描，经由接收孔径来接收来自测试对象中的缺陷的超声波的反射。这里，接收到的反射可以表明该缺陷是横向ID缺陷。

图10图示了根据本发明示例的检测外表面(OD)横向缺陷的检查系统1000。检查系统1000可以包括发射探测器1002和接收探测器1012，它们可以包括使用本文描述的发射和接收技术的相应RCA阵列。检查系统1000可以执行前向和后向检查。如图所示，发射探测器1002可以使用本文描述的技术，包括使用不同的发射配置、束流控制和/或扫描，经由发射孔径将超声波发射到测试对象中。接收探测器1012可以使用本文描述的技术，包括使用不同的接收配置、束流控制和/或扫描，经由接收孔径接收来自测试对象中的缺陷的超声波的反射。这里，接收到的反射可以表明该缺陷是OD横向缺陷。

关于图9和图10，使用如本文所述的来自RCA探测器的束流控制以及选择适当的楔角例如用于在诸如钢的测试对象中产生(例如，60度)剪切波的自然折射束流的角度允许生成超出探测器法向入射平面的前向倾斜束流。因此，如本文所述，彼此面对并以PC模式工作的两个探测器可用于检查ID或OD横向缺陷。

在本文中具体说明和/或描述了本发明的若干示例或实现方式。然而，应当理解，在不脱离本发明的预期范围的情况下，本发明的修改和变化被上述教导覆盖并且在所附权利要求的范围内。

尽管已经参考特定示例实现方式描述了本公开内容的实现方式，但是显然可以对这些实现方式进行各种修改和改变而不脱离本发明主题的更广泛范围。因此，说明书和附图被认为是说明性的而不是限制性的。形成其一部分的附图通过说明而非限制的方式图示了可以实践本主题的具体实现方式。所说明的实现方式被充分详细地描述以使本领域技术人员能够实践本文所公开的教导。可以使用其他实现方式以及从中派生出的其他实现方式，从而可以在不脱离本公开内容的范围的情况下进行结构和逻辑替换和改变。因此，该具体实施方式不应被理解为限制性意义，并且各种实现方式的范围仅由所附权利要求以及这样的权利要求所享有的全部等同物范围来限定。

示例1.一种装置，包括：行列寻址(RCA)阵列，其限定布置成行和列的多个换能器元件以发射和接收超声波；控制电路，其耦接至RCA阵列以在发射模式下驱动RCA阵列并在接收模式下接收超声波的电表示，在所述发射模式下，控制电路被配置成在不同的发射配置下操作RCA阵列，其中，在第一发射配置下，用脉冲信号驱动耦接至第一行组的第一列组，所述第一行组耦接至接地，并且在第二发射配置下，用脉冲信号驱动耦接至第一列组的第一行组，所述第一列组耦接至接地，其中，第一列组和第一行组的第一交叉区(crossing)限定发射孔径；在所述接收模式下，控制电路被配置成在不同的接收配置下操作RCA阵列，其中在第一接收配置下，在耦接至第二行组的第二列组上接收电表示，第二行组耦接至接地，并且在第二接收配置下，在耦接至第二列组的第二行组上接收电表示，所述第二列组耦接至接地，其中，第二列组和第二行组的第二交叉区限定接收孔径。

示例2.根据示例1所述的装置，所述控制电路还被配置成在所述发射配置和所述接收配置中的每一个中，将其余的行和列耦接至高阻抗。

示例3.根据示例1至2中任一项所述的装置，所述控制电路还被配置成在扫描模式下操作，其中，在第一持续时间内，所述控制电路提供所述发射孔径和所述接收孔径，并且，在第二持续时间内，所述控制电路提供第二发射孔径和第二接收孔径。

示例4.根据示例1至3中的任一项所述的装置，其中，所述发射孔径沿着指定的轴按序排列。

示例5.根据示例1至4中任一项所述的装置，其中，所述发射孔径基于光栅扫描被按序排列。

示例6.根据示例1至5中的任一项所述的装置，所述控制电路还被配置成在发射束流控制模式下操作，其中，所述第一交叉区限定用于发射束流控制的有效取向，并且其中，所述控制电路还被配置成：在第一发射配置下以第一列组当中的列中的相应列之间的至少一个延迟驱动第一列组，并且在第二发射配置下，以第一行组当中的行中的相应行之间的至少一个延迟驱动第一行组。

示例7.根据示例1至6中任一项所述的装置，所述控制电路还被配置成在接收束流控制模式下操作，其中，所述第二交叉区限定用于接收束流控制的有效取向，并且其中，所述控制电路还被配置成在第一接收配置下，在第二列组上以第二列组当中的列中的相应列之间的至少一个延迟接收，并且在第二接收配置下，在第二行组上以以第二行组当中的行中的相应行之间的至少一个延迟接收。

示例8.根据示例1至7中的任一项所述的装置，其中，所述发射孔径和所述接收孔径在所述阵列内的空间范围或位置中的至少一个方面是不同的。

示例9.一种方法，包括：在发射模式下：选择第一发射配置或第二发射配置，其中，在第一发射配置下，用脉冲信号驱动行列寻址(RCA)阵列中的第一列组，其中，第一列组耦接至第一行组，第一行组耦接至接地，并且在第二发射配置下，用脉冲信号驱动第一行组，其中，第一行组耦接至第一列组，第一列组耦接至接地，其中，第一列组和第一行组的第一交叉区限定发射孔径；使用选定的发射配置发射至少一个超声波；并且在接收模式下：选择第一接收配置或第二接收配置，其中，在第一接收配置下，在耦接至第二行组的第二列组上接收超声波的电表示，所述第二行组耦接至接地，并且在第二接收配置下，在耦接至第二列组的第二行组上接收电表示，所述第二列组耦接至接地，其中，第二列组和第二行组的第二交叉区限定接收孔径；以及使用选定的接收配置接收电表示。

示例10.根据示例9所述的方法，其中，在发射配置和接收配置中的每一个中，将其余的行和列耦接至高阻抗。

示例11.根据示例9至10中任一项所述的方法，还包括在扫描模式下操作，其中，在第一持续时间内，提供发射孔径和接收孔径，并且在第二持续时间内，提供第二发射孔径和第二接收孔径。

示例12.根据示例9至11中的任一项所述的方法，其中，所述发射孔径沿指定轴按序排列。

示例13.根据示例9至12中任一项所述的方法，其中，所述发射孔径基于光栅扫描被按序排列。

示例14.根据示例9至13中任一项所述的方法，还包括在发射束流控制模式下操作，其中，所述第一交叉区限定用于发射束流控制的有效取向，并且其中，在所述第一发射配置下，以第一列组当中的列中的相应列之间的至少一个延迟驱动所述第一列组，并且在第二发射配置下，以第一行组当中的行中的相应行之间的至少一个延迟来驱动第一行组。

示例15.根据示例9至14中任一项所述的方法，其中，所述第二交叉区限定用于接收束流控制的有效取向，并且其中，在所述第一接收配置下，在所述第二列组上以所述第二列组当中的列中的相应列之间的至少一个延迟接收，并且在第二接收配置下，在第二行组上以第二行组当中的行中的相应行之间的至少一个延迟接收。

示例16.根据示例9至15中任一项所述的方法，其中，所述发射孔径和所述接收孔径在所述阵列内的空间范围或位置中的至少一个方面是不同的。

示例17.一种检查探测器，包括：具有多个元件以发射和接收超声波的行列寻址(RCA)阵列，其中，相应的行电极和列电极可配置成具有至少四种状态：1)发射状态，2)接收状态，3)接地状态，和4)高阻抗状态；控制电路，其被配置成在发射和接收模式下操作RCA阵列，其中，在发射模式下，控制电路被配置成在提供发射孔径的第一配置下将多个行电极和多个列电极置于不同状态，其中，在接收模式下，控制电路被配置成在提供接收孔径的第二配置下将多个行电极和多个列电极置于不同状态。

示例18.根据示例17所述的探测器，所述控制电路还被配置成在扫描模式下操作，其中，在第一持续时间内，所述控制电路提供所述发射孔径，并且在第二持续时间内，所述控制电路提供第二发射孔径。

示例19.根据示例17至18中任一项所述的探测器，所述控制电路还被配置成在发射束流控制模式下操作。

示例20.根据示例17至19中任一项所述的探测器，所述控制电路还被配置成在接收束流控制模式下操作。

示例21.一种检查系统，包括：探测器对，包括发射探测器和接收探测器，被配置成放置在测试表面上；用于发射超声波的发射探测器，包括第一行列寻址(RCA)阵列、第一楔，所述第一楔定位成相对于测试表面以第一楔角建立第一RCA阵列；以及用于接收超声波的反射的接收探测器，包括第二RCA阵列和第二楔，所述第二楔定位成相对于测试表面以第二楔角建立第二RCA阵列。

示例22.根据示例21所述的检查系统，其中，所述第一RCA阵列包括多个行电极和多个列电极，其中，行电极和列电极可配置成具有至少四种状态：1)发射状态，2)接收状态，3)接地状态，和4)高阻抗状态。

示例23.根据示例21至22中任一项所述的检查系统，其中，所述第二RCA阵列包括多个行电极和多个列电极，其中，所述行电极和列电极可配置成具有至少四种状态：1)发射状态，2)接收状态，3)接地状态，和4)高阻抗状态。

示例24.根据示例21至23中任一项所述的检查系统，其中，所述第一RCA阵列和所述第二RCA阵列各自包括多个行电极和多个列电极，其中，所述行电极和列电极可配置成具有至少四种状态：1)发射状态，2)接收状态，3)接地状态，以及4)高阻抗状态。

示例25.根据示例21至24中任一项所述的检查系统，其中，所述发射探测器被配置成在线性扫描模式下操作。

示例26.根据示例21至25中任一项所述的检查系统，其中，所述发射探测器被配置成在发射束流控制模式下操作。

示例27.根据示例21至26中任一项所述的检查系统，其中，所述接收探测器被配置成在接收束流控制模式下操作。

示例28.一种用于检测测试对象中的缺陷的方法，所述方法包括：将第一探测器以第一楔角放置在测试对象的表面上；将第二探测器以第二楔角放置在表面上；使用第一行列寻址(RCA)阵列将超声波从第一探测器发射到测试对象中；以及在第二探测器处使用第二RCA阵列接收超声波的反射。

示例29.根据示例28所述的方法，其中，所述超声波通过发射孔径被发射，所述发射孔径由所述第一RCA阵列的行子组和列子组的交会区限定。

示例30.根据示例28至29中任一项所述的方法，还包括在第一发射配置或第二发射配置下发射超声波，其中，在第一发射配置下，用脉冲信号驱动所述列子组，将所述行子组耦接至接地，并将其余的行和列耦接至高阻抗；并且在第二发射配置下，用脉冲信号驱动所述行子组，将所述列子组耦接至接地，并将其余的行和列耦接至高阻抗。

示例31.根据示例28至30中任一项所述的方法，其中，反射通过接收孔径被接收，所述接收孔径由所述第二RCA阵列的行子组和列子组的交会区限定。

示例32.根据示例28至31中任一项所述的方法，还包括在第一接收配置或第二接收配置下接收反射，其中在第一接收配置下，列子组上接收反射，将行子组耦接至接地，并将其余的行和列耦接至高阻抗；并且在第二接收配置下，用脉冲信号在行子组上接收反射，将列子组耦接至接地，并且将其余的行和列耦接至高阻抗。

示例33.根据示例28至32中任一项所述的方法，还包括：在线性扫描模式下操作所述第一探测器。

示例34.根据示例28至33中任一项所述的方法，还包括：在线性扫描模式下操作所述第二探测器。

示例35.根据示例28至34中任一项所述的方法，还包括：在束流控制模式下操作所述第一探测器。

示例36.根据示例28至35中任一项所述的方法，还包括：在束流控制模式下操作所述第二探测器。

示例37.一种用于检测测试对象中的瑕疵的方法，所述方法包括：使用第一行列寻址(RCA)阵列通过由第一RCA阵列中的选定元件限定的发射孔径从发射探测器将超声波发射到测试对象中；以及在与发射探测器面对面定位的接收探测器处，使用第二RCA阵列通过由第二RCA阵列中的选定元件限定的接收孔径接收超声波的反射。

示例38.根据示例37所述的方法，还包括：将所述发射探测器以第一楔角放置在所述测试对象的表面上；以及将所述接收探测器以第二楔角放置在所述测试对象的表面上。

示例39.根据示例37至38中任一项所述的方法，还包括：选择第一发射配置或第二发射配置，其中，在所述第一发射配置下，用脉冲信号驱动列子组，将行子组耦接至接地，并将其余的行和列耦接至高阻抗；在第二发射配置下，用脉冲信号驱动所述行子组，将所述列子组耦接至接地，并将其余的行和列耦接至高阻抗。

示例40.根据示例37至39中任一项所述的方法，还包括：选择第一接收配置或第二接收配置，其中，在所述第一接收配置下，在列子组上接收反射，将行子组耦接至接地，并将其余的行和列耦接至高阻抗；并且在第二接收配置下，用脉冲信号在行子组上接收反射，将列子组耦接至接地，并且将其余的行和列耦接至高阻抗。

Claims (18)

1.一种检查装置，包括：

行列寻址阵列即RCA阵列，其限定布置成行和列的多个换能器元件以发射和接收超声波；

控制电路，其耦接至所述RCA阵列以在发射模式下驱动所述RCA阵列以及在接收模式下接收超声波的电表示，

在所述发射模式下，所述控制电路被配置成在不同的发射配置下操作所述RCA阵列，其中

在第一发射配置下，用脉冲信号驱动耦接至第一行组的第一列组，所述第一行组耦接至接地，以及

在第二发射配置下，用所述脉冲信号驱动耦接至所述第一列组的所述第一行组，所述第一列组耦接至接地，

其中，所述第一列组和所述第一行组的第一交叉区限定发射孔径；

在所述接收模式下，所述控制电路被配置成在不同的接收配置下操作所述RCA阵列，其中

在第一接收配置下，在耦接至第二行组的第二列组上接收所述电表示，所述第二行组耦接至接地，以及

在第二接收配置下，在耦接至所述第二列组的所述第二行组上接收所述电表示，所述第二列组耦接至接地，

其中，所述第二列组和所述第二行组的第二交叉区限定接收孔径，其中，所述控制电路还被配置成在发射束流控制模式下操作，其中，所述第一交叉区限定用于发射束流控制的有效取向，并且其中，所述控制电路还被配置成：在所述第一发射配置下，以所述第一列组当中的列中的相应列之间的至少一个延迟来驱动所述第一列组，以及在所述第二发射配置下，以所述第一行组当中的行中的相应行之间的至少一个延迟来驱动所述第一行组。

2.根据权利要求1所述的装置，所述控制电路还被配置成在所述发射配置和所述接收配置中的每一个中，将其余的行和列耦接至高阻抗。

3.根据权利要求1所述的装置，所述控制电路还被配置成在扫描模式下操作，其中，在第一持续时间内，所述控制电路提供所述发射孔径和所述接收孔径，并且在第二持续时间内，所述控制电路提供第二发射孔径和第二接收孔径。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述发射孔径沿指定轴按序排列。

5.根据权利要求3所述的装置，其中，所述发射孔径基于光栅扫描被按序排列。

6.根据权利要求1所述的装置，所述控制电路还被配置成在接收束流控制模式下操作，其中，所述第二交叉区限定用于接收束流控制的有效取向，并且其中，所述控制电路还被配置成：在所述第一接收配置下，在所述第二列组上以所述第二列组当中的列中的相应列之间的至少一个延迟接收，以及在所述第二接收配置下，在所述第二行组上以所述第二行组当中的行中的相应行之间的至少一个延迟接收。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述发射孔径和所述接收孔径在所述阵列内的空间范围或位置中的至少之一上是不同的。

8.一种检查方法，包括：

在发射模式下：

选择第一发射配置或第二发射配置，其中

在所述第一发射配置下，用脉冲信号驱动行列寻址阵列即RCA阵列中的第一列组，其中，所述第一列组耦接至第一行组，所述第一行组耦接至接地，以及

在所述第二发射配置下，用所述脉冲信号驱动所述第一行组，其中，所述第一行组耦接至所述第一列组，所述第一列组耦接至接地，其中，所述第一列组和所述第一行组的第一交叉区限定发射孔径；以及

使用选定的发射配置发射至少一个超声波；以及

在接收模式下：

选择第一接收配置或第二接收配置，其中

在所述第一接收配置下，在耦接至第二行组的第二列组上接收超声波的电表示，所述第二行组耦接至接地，以及

在所述第二接收配置下，在耦接至所述第二列组的所述第二行组上接收所述电表示，所述第二列组耦接至接地，

其中，所述第二列组和所述第二行组的第二交叉区限定接收孔径；以及

使用选定的接收配置接收所述电表示，

其中，所述方法还包括在发射束流控制模式下操作，其中，所述第一交叉区限定用于发射束流控制的有效取向，并且其中，在所述第一发射配置下，以所述第一列组当中的列中的相应列之间的至少一个延迟驱动所述第一列组，以及在所述第二发射配置下，以所述第一行组当中的行中的相应行之间的至少一个延迟驱动所述第一行组。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，在所述发射配置和所述接收配置的每一个中，将其余的行和列耦接至高阻抗。

10.根据权利要求8所述的方法，还包括在扫描模式下操作，其中，在第一持续时间内，提供所述发射孔径和所述接收孔径，并且在第二持续时间内，提供第二发射孔径和第二接收孔径。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述发射孔径沿指定轴按序排列。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述发射孔径基于光栅扫描被按序排列。

13.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第二交叉区限定用于接收束流控制的有效取向，并且其中，在所述第一接收配置下，在所述第二列组上以所述第二列组当中的列中的相应列之间的至少一个延迟接收，以及在所述第二接收配置下，在所述第二行组上以所述第二行组当中的行中的相应行之间的至少一个延迟接收。

14.根据权利要求8所述的方法，其中，所述发射孔径和所述接收孔径在所述阵列内的空间范围或位置中的至少之一上是不同的。

15.一种检查探测器，包括：

行列寻址阵列即RCA阵列，其具有多个元件以发射和接收超声波，其中，相应的行电极和列电极能够配置成具有至少四种状态：1)发射状态，2)接收状态，3)接地状态，和4)高阻抗状态；

控制电路，其被配置成在发射模式和接收模式下操作所述RCA阵列，

其中，在发射模式下，所述控制电路被配置成在提供发射孔径的第一发射配置或第二发射配置下将多个行电极和多个列电极置于不同状态，

其中，在所述第一发射配置下，第一列组被设置成所述发射状态，以及第一行组被设置成所述接地状态，

其中，在所述第二发射配置下，所述第一行组被设置成所述发射状态，以及所述第一列组被设置成所述接地状态，

其中，所述第一列组和所述第一行组的第一交叉区限定所述发射孔径，

其中，在接收模式下，所述控制电路被配置成在提供接收孔径的接收配置下将所述多个行电极和所述多个列电极置于不同状态，以及

所述控制电路还被配置成在发射束流控制模式下操作，其中，所述第一交叉区限定用于发射束流控制的有效取向，并且其中，所述控制电路还被配置成：在所述第一发射配置下，以所述第一列组当中的列中的相应列之间的至少一个延迟来驱动所述第一列组，以及在所述第二发射配置下，以所述第一行组当中的行中的相应行之间的至少一个延迟来驱动所述第一行组。

16.根据权利要求15所述的探测器，所述控制电路还被配置成在扫描模式下操作，其中，在第一持续时间内，所述控制电路提供所述发射孔径，以及在第二持续时间内，所述控制电路提供第二发射孔径。

17.根据权利要求15所述的探测器，所述控制电路还被配置成在接收束流控制模式下操作。

18.根据权利要求15所述的探测器，其中，所述控制电路被配置成在第一接收配置或第二接收配置下将所述多个行电极和所述多个列电极置于不同状态，

其中，在所述第一接收配置下，第二行组被设置成所述接收状态，以及第二列组被设置成所述接地状态，以及

其中，在所述第二接收配置下，所述第二列组被设置成所述接收状态，以及所述第二行组被设置成所述接地状态。