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超 声波 层析成像系统

阅读：864发布：2020-05-12

专利汇可以提供超声波层析成像系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明的名称为：“ 超声波层析成像系统”。提供一种包括分段换能器探头的系统。分段换能器探头包括多个换能器节段，该多个换能器节段适于将超声波激励信号发送到检验试样中以及接收超声波激励信号和检验试样的相互作用所产生的回波信号。该系统还包括处理系统，该处理系统适于接收来自分段换能器探头的、对应于接收到的回波信号的数据，以及利用层析成像重建方法来重建对应于检验试样的至少一个体积切片的图像。，下面是超声波层析成像系统专利的具体信息内容。

权利要求

1. 一种系统，包括：
分段换能器探头，其包括多个换能器节段，所述多个换能器节段配置成将超声波激励信号发送到检验试样中以及接收所述超声波激励信号和所述检验试样的相互作用所产生的回波信号；以及
处理系统，其配置成接收来自所述分段换能器探头的、对应于所接收到的回波信号的数据，以及利用层析成像重建方法来重建对应于所述检验试样的至少一个体积切片的图像。
2. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理系统配置成利用所述层析成像重建方法来重建所述检验试样的多个体积切片，以及组合所述多个体积切片来重建所述检验试样的体积表示。
3. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述分段换能器探头包括在空间上布置成圆形布置的相向的换能器节段对的阵列，各个相向的换能器节段对包括第一换能器节段以及与所述第一换能器节段相向的第二换能器节段。
4. 根据权利要求3所述的系统，其中，所述相向的换能器节段对中的各个的所述第一换能器节段和所述第二换能器节段配置成彼此同时地发送所述超声波激励信号，以及彼此同时地接收所述回波信号。
5. 根据权利要求3所述的系统，其中，所述相向的换能器节段对配置成同时发送所述超声波激励信号，并且所述回波信号配置成按顺序由相向的换能器节段的各个对接收。
6. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述分段换能器探头配置成发送所述超声波激励信号作为可旋转的非轴向对称声场。
7. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理系统包括显示系统，所述显示系统配置成显示所述检验试样的所述重建图像的视觉表示。
8. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理系统配置成评价所述重建图像，以确定以下的至少一个：存在出现于所述检验试样中的缺陷，不存在出现于所述检验试样中的缺陷，出现于所述检验试样中的缺陷的位置，或者出现于所述检验试样中的缺陷的数量。
9. 一种系统，包括：
圆形分段换能器探头，包括：
换能器节段阵列，其围绕所述圆形分段换能器探头的内径以圆形的方式设置，并且包括多个相向的换能器节段对；
其中，所述多个相向的换能器节段对配置成被激活以产生可旋转的非轴向对称声场。
10. 根据权利要求9所述的系统，其中，所述相向的换能器节段对中的各个包括配置成同时接收所述可旋转的非轴向对称声场和检验试样的相互作用所产生的回波信号的第一换能器节段和第二换能器节段。
11. 根据权利要求10所述的系统，包括处理器，所述处理器配置成接收来自所述圆形分段换能器探头的、对应于所接收到的回波信号的数据，以及利用层析成像重建方法来重建对应于所述检验试样的至少一个体积切片的图像。
12. 根据权利要求11所述的系统，其中，所述处理器配置成利用层析成像重建方法来重建所述检验试样的多个体积切片，以及组合所述多个体积切片来重建所述检验试样的体积表示。
13. 根据权利要求10所述的系统，其中，所述处理器配置成评价所述重建图像，以确定以下的至少一个：存在出现于所述检验试样中的缺陷，不存在出现于所述检验试样中的缺陷，出现于所述检验试样中的缺陷的位置，或者出现于所述检验试样中的缺陷的数量。
14. 一种方法，包括：
将可旋转的非轴向对称声场发送到检验试样；
接收所述可旋转的非轴向对称声场和所述检验试样之间的相互作用所产生的回波信号；以及
利用所接收到的回波信号和层析成像重建方法来重建对应于所述检验试样的至少一个体积切片的图像。
15. 根据权利要求14所述的方法，其中，将所述可旋转的非轴向对称声场发送到所述检验试样包括激活分段换能器探头的两个或更多个分段换能器。
16. 根据权利要求14所述的方法，其中，接收所述回波信号包括接收来自分段换能器探头的成对的相向的换能器节段的所述回波信号。
17. 根据权利要求14所述的方法，包括将分段换能器探头定位在所述检验试样的表面上。
18. 根据权利要求17所述的方法，包括将所述分段换能器探头平移到沿着所述检验试样的所述表面的多个位置。
19. 根据权利要求18所述的方法，其中，利用所接收到的回波信号和所述层析成像重建方法来重建所述图像包括产生对应于所述多个位置中的各个的、所接收到的回波信号的数值表示的矩阵，以及加总所产生的矩阵。
20. 根据权利要求14所述的方法，包括用所述至少一个体积切片来重建所述检验试样的体积表示，以及在显示器上显示所述体积表示。

说明书全文

超 声波 层析成像系统

技术领域

[0001] 本文公开的主题大体涉及非破坏性检验系统，并且更具体而言，涉及用于进行非破坏性检验的超声波层析成像（tomography）系统。

背景技术

[0002] 许多工业检查应用依赖于成像技术来确定工业部件的质量，诸如管道、管道阵列等。例如，这样的检查技术可用来确定对象中的一个或多个缺陷的存在和/或位置，诸如裂纹、孔洞或其它瑕疵的存在。可用来检查对象中缺陷的存在的一个成像模态为超声波层析成像。超声波层析成像是采用超声波来探查所关注的对象的声学属性以及产生对象的对应的图像(其包括任何可检测的缺陷)的成像模态。典型地通过位于换能器探头中的换能器来实现声波脉冲的产生和返回回波的检测。换能器探头典型地包括机电元件，机电元件能够将电能转换成用于发送的机械能，且还能够出于接收目的将机械能转换回电能。

[0003] 不幸的是，在一些应用中，缺陷的尺寸相对于被查对象的尺寸相对较小，这使得难以检测它们在被检查对象的重建图像中的存在。另外，在许多情形中，多个小缺陷可能间隔得非常紧密，而且虽然通过超声波检查可检测缺陷的组合区域，但是各个单独的缺陷的尺寸可能低于系统的分辨率。由于识别出现于对象中的缺陷的能力主要随对象的产生的图像的质量和分辨率而变，所以存在对于克服上述缺点的改进系统的需要。发明内容

[0004] 下面对在范围方面与原本声明的发明等同的某些实施例进行概述。这些实施例不意于限制要求保护的发明的范围，而是相反，这些实施例仅意于提供本发明的可能形式的简要概述。实际上，本发明可包括可能类似于或异于下面所阐述的实施例的多种形式。

[0005] 在第一实施例中，一种系统包括具有多个换能器节段（segment）的分段换能器探头，该多个换能器节段适于将超声波激励信号发送到检验试样（test specimen）中以及接收超声波激励信号和检验试样的相互作用所产生的回波信号。该系统还包括处理系统，该处理系统适于接收来自分段换能器探头的、对应于接收到的回波信号的数据，以及利用层析成像重建方法来重建对应于检验试样的至少一个体积切片的图像。

[0006] 在第二实施例中，一种方法包括将可旋转的非轴向对称声场传递到检验试样，以及接收可旋转的非轴向对称声场和检验试样的相互作用所产生的回波信号。该方法还包括递增地旋转非轴向对称声场，将旋转声场传递到检验试样，以及接收递增地旋转的非轴向对称声场和检验试样的相互作用所产生的进一步的回波信号。该方法还进一步包括利用接收到的回波信号和层析成像重建方法来重建对应于检验试样的至少一个体积切片的图像。

[0007] 在第三实施例中，一种方法包括在大约零度的入射角下，将可旋转的非轴向对称声场传递到检验试样。

[0008] 在第四实施例中，一种方法包括在可变的入射角下，将可旋转的非轴向对称声场传递到检验试样。可以多个不同的入射角将声场传递到检验试样。在某些实施例中，入射角由相控阵技术控制。

[0009] 在第五实施例中，一种方法包括将展现双重、三重、四重或n重旋转对称的可旋转的非轴向对称声场传递到检验试样。在一个实施例中，可传递具有大约1:2或大于大约1:2的纵横比的高度不对称的双重对称。例如，可利用大约1:5或更高的纵横比。

[0010] 在第六实施例中，一种装置包括分段换能器探头。换能器探头包括布置成使得阵列展现四重、五重、六重或n重旋转对称的换能器节段阵列，其中，可利用n等于或高于8的n重对称。在一些实施例中，n等于或大于大约16，例如，等于或大于大约32。在某些实施例中，n可为二或四的倍数。换能器探头包括多个相向的换能器节段对。这些对可包括一个、两个、三个、四个或更多个邻近的换能器元件。在某些实施例中，换能器节段可为大致相同的形状和尺寸。相向的换能器节段对适于被激活以产生可旋转的非轴向对称声场。

[0011] 在第七实施例中，一种装置包括圆形分段换能器探头。换能器探头包括围绕圆形分段换能器探头的旋转中心点以圆形的方式设置的换能器节段阵列，该阵列具有两个、四个、六个或任何其它适当的数量的换能器节段的多个相向的对。相向的换能器节段对适于被激活以产生可旋转的非轴向对称声场。在一些实施例中，换能器节段围绕圆形分段换能器探头的内径以圆形的方式设置。

[0012] 在第八实施例中，可利用分段换能器探头来产生可旋转的非轴向对称声场。换能器探头包括换能器节段阵列，该换能器节段阵列布置成使得阵列展现双重、三重、四重或n重旋转对称。例如，在一个实施例中可展现双重对称。换能器探头包括两个、四个、六个或任何其它适当的数量的换能器节段的多个相向的对。相向的换能器节段对适于被激活以产生可旋转的非轴向对称声场。在一个实施例中，换能器探头以圆形的方式分段，并且换能器节段围绕圆形分段换能器探头的内径以圆形的方式设置。附图说明

[0013] 当参照附图来阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面与优点将变得更好理解，在附图中，相同符号在所有图中表示相同部件，其中：图1是利用分段探头的超声波检验系统的实施例的示意图；
图2是描绘能用于图1的分段探头的控制和处理系统的实施例的框图；
图3描绘能在图1的超声波检验系统中采用的分段换能器探头的实施例；
图4描绘能用图3的分段换能器探头产生的可旋转的非轴向对称声场的实施例；
图5是能用来通过使用图3的分段换能器探头来产生检验试样的重建图像的方法的实施例的流程图；
图6是描绘在第一探头位置处围绕检验试样中的缺陷旋转的声场的实施例的示意图；
图7描绘能用图6的声场产生的矩阵的实施例；
图8是描绘在第二探头位置处围绕检验试样中的缺陷旋转的声场的实施例的示意图；
图9描绘能用图8的声场产生的矩阵的实施例；
图10是描绘在第三探头位置处围绕检验试样中的缺陷旋转的声场的实施例的示意图；以及
图11描绘能用图10的声场产生的矩阵的实施例。

[0014] 部件列表10检验系统 70 方法步骤
12检验试样 72 方法步骤
14分段探头 74 方法步骤
16表面 76 旋转声场
18控制和处理系统 78 缺陷
20数据连接 79 声场旋转
22指示平移方向的箭头 80 声场旋转
24 接口电路 82 声场旋转
26处理器 84 声场旋转
28辅助处理器 86 矩阵
30 存储器 88 矩阵框
32辅助存储器 90 矩阵框
34控制器 92 矩阵框
36辅助装置 94 指示平移的箭头
38显示系统 96 旋转声场
40显示器 98 声场旋转
42圆形分段换能器探头 100 声场旋转
44外径 102 声场旋转
46内径 104 声场旋转
48换能器节段 106 矩阵
50第一换能器节段 108 矩阵框
52第二换能器节段 110 矩阵框
54非轴向对称声场 112 指示平移的箭头
56非轴向对称等压线 114 旋转声场
58方法 116 声场旋转
60方法步骤 118 声场旋转
62方法步骤 120 声场旋转
64方法步骤 122 声场旋转
66方法步骤 124 矩阵
68方法步骤 126 矩阵框
128 矩阵框

具体实施方式

[0015] 下面将对本发明的一个或多个具体实施例进行描述。为了致力于提供对这些实施例的简明描述，在说明书中可能不会对实际实现的所有特征进行描述。应当意识到的是，在任何这种实际实现的开发中，如在任何工程或设计项目中那样，必须作出许多特定于实现的决策来达到开发者的具体目的，诸如服从系统相关的约束及商业相关的约束，该具体目的可随不同的实现而改变。此外，应当意识到的是，这种开发工作可能是复杂和耗时的，但对受益于本公开的普通技术人员来说，这种开发工作将不过是设计、生产和制造的例行任务。

[0016] 当介绍本发明的多种实施例的要素时，冠词“一”、“该”和“所述”意于表示存在一个或多个该要素的意思。术语“包括”、“包含”和“具有”意于为包括性的，并且表示除了列出的要素之外可存在另外的要素的意思。

[0017] 公开的实施例涉及超声波层析成像检查系统，该系统能够用超声波能非破坏性地探查检验试样，以识别出现于检验试样的内部中的缺陷的存在和/或数量。为此，公开的实施例包括分段换能器探头，该分段换能器探头能够产生能被引导到检验试样中的可旋转的非轴向对称声场。例如，在一个实施例中，圆形分段换能器探头可包括相向的换能器节段对，并且各换能器节段以及与其成对的节段可同时发送和接收信号。产生的声场可为大致椭圆形的。通过一个接一个地激活邻近的相向的换能器的对、四元组或其它适当组合，来使大致椭圆形的声场旋转。旋转的角度取决于换能器的分段。对于各个旋转角度，探头接收声场与检验试样的相互作用所产生的回波信号，并且将表示回波信号的数据传送给处理系统。处理系统能够对收集到的回波信号采用层析成像重建方法，以及重建对应于检验试样的体积切片的一系列图像，并且进一步能够组合那些图像来重建检验试样的体积表示。也就是说，处理系统可利用多种已知的层析成像重建方法中的任一种来重建体积表示。例如，处理系统可利用回波信号来沿着圆弧反向地执行模拟获取回波信号的过程的算法。通过公开的实施例而实现的重建的体积表示对于利用现有的超声波层析成像检查系统所获得的表示具有优势，因为可旋转的非轴向对称声场可提高检验试样的重建切片的分辨率，从而使得能够更好地识别缺陷。

[0018] 现在转到附图，图1是描绘检验系统10的实施例的示意图，检验系统10能够非破坏性地探查检验试样12，以获得关于检验试样12的内部特征的结构信息。例如，检验系统10可用来识别一个或多个缺陷的存在和/或位置。检验系统10包括定位在检验试样12的表面16上的分段探头14，以及通过数据连接20耦合到分段探头14上的控制和处理系统
18。如下面更加详细地论述的那样，在某些实施例中，控制和处理系统18可包括多种组件，该多种组件使得控制和处理系统18能够对分段探头14供应功率和控制信号，以及接收来自分段探头14的回波信号。为此，控制和处理系统可包括各种输入和输出装置，诸如键盘、数据获取和处理控制机构、图像显示面板、用户接口等。

[0019] 另外，应当注意，数据连接20可在控制和处理系统18和分段探头14之间发送数字数据或模拟数据。照这样，数据连接20可有助于分段探头14和控制和处理系统18之间的数据的双向交换。例如，在一些实施例中，控制和处理系统18可将控制信号发送到分段探头14，以及接收表示在超声波检查方法期间从检验试样返回的回波信号的数字数据或模拟信号的矩阵。

[0020] 在某些实施例中，分段探头14包括换能器节段阵列，该换能器节段阵列产生超声波激励信号，并且接收超声波激励信号和检验试样12的相互作用所产生的回波信号。分段探头14的各个单独的换能器节段一般能够将电能转换成用于发送的机械能，并且进一步能够出于接收目的将机械能转换成电能。如本领域技术人员所理解的那样，在某些实施例中，换能器节段可具有使得能够高效地发送、检测和处理超声波信号的一个或多个特征。又进一步，各个换能器节段可包括传统组件，诸如压电陶瓷、匹配层、吸声器等。另外，换能器节段可为适于用于超声波层析成像的任何类型，诸如广带宽换能器、谐振换能器等。实际上，在目前公开的实施例中可采用本领域技术人员已知的多种换能器节段，并且针对给定应用的分段探头14的换能器节段的特征可为实现专用的。

[0021] 在操作期间，分段探头14可用来探查检验试样12，以识别和/或量化一个或多个缺陷在检验试样12的结构中的存在。例如，分段探头14可用来识别裂纹、孔洞或其它瑕疵在检验试样12中的存在。为此，可将分段探头14置于检验试样12的表面16上的适当位置中，并且分段探头14的换能器节段可按期望的型式启动，以产生发送到检验试样12中的可旋转的非轴向对称声场。一旦启动，分段探头14中的换能器节段对就可接收对应于检验试样12的结构信息的回波信号。随后相邻的换能器元件对被激活。启动这些邻近的换能器元件会导致传递到检验试样的声场旋转。通过持续地从一对换能器元件移动到另一对，声场能旋转大约180°，从而导向声场的起始配置。一旦期望的发送和接收周期完成(其能通过显示双重旋转对称的声场的180°旋转来实现)，分段探头14可在检验试样12的表面16周围移动到多个位置，以获得对应于检验试样12的体积的数据。例如，分段探头14可沿着检验试样12的宽度平移，如箭头22所指示的那样，或者沿着检验试样12的长度平移，以获得来自检验试样12的表面16上的多个位置的类似的数据。

[0022] 图2是描绘图1的控制和处理系统18的实施例的框图，控制和处理系统18可用来控制分段探头14以及/或者对分段探头14提供功率。在描绘的实施例中，控制和处理系统18包括使得在控制和处理系统18的组件之间能够进行数据通信的接口电路24。描绘的系统18中的组件包括处理器26、辅助处理器28、存储器30、辅助存储器32、控制器34、辅助装置36、显示系统38和显示器40，虽然任何实施例中的组件均为实现专用的，并且可取决于诸如所利用的分段探头14的类型等因素。

[0023] 在操作期间，当控制和处理电路18接收信息时，接口电路24通过数据连接20接收来自分段探头14的数据。接口电路24可接收这样的数据，其对应于在激励信号与检验试样12相互作用之后分段探头14所接收到的回波信号。这个数据然后发送到处理器26和/或辅助处理器28，其中，可利用层析成像重建方法来重建对应于检验试样12的体积切片的图像。然后可组合这些体积切片来重建检验试样12的体积表示。在某些实施例中，处理器26可包括适于执行前述功能的信号处理电路，并且辅助处理器28可包括编程为进一步处理数据(例如编程为过滤重建切片或重建体积表示)的电路。为此，处理器26和/或辅助处理器28可包括各种适当的微控制器、微处理器或其它期望的电路。另外，在某些实施例中，辅助处理器28可与处理器26的电路集成。又进一步，处理器26还可执行控制检验系统的操作功能的算法。

[0024] 检验试样12的产生的体积切片和/或完整的体积表示然后可通过接口电路24发送到显示系统38。显示系统38大体包括适于在显示器40上显示检验试样12的体积表示的电路。例如，显示系统38可包括用于存储接收到的数据的存储器、图形卡、用于与操作员通信的用户接口等。

[0025] 另外，接口电路24可将接收自分段探头14、处理器26和/或显示系统38的数据存储到存储器30和/或辅助存储器32。在某些实施例中，存储器30可用来存储与处理器26和/或辅助处理器28所执行的程序有关的数据，并且辅助存储器32可用来存储接收到的图像数据和/或可在由处理器26执行之前加载到存储器30中的数据。存储器30和/或辅助存储器32可包括易失性或非易失性存储器，诸如计算机可读媒体、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁存储存储器、光学存储存储器或其组合。

[0026] 另外，多种控制参数可与设计成在检验系统10的操作期间提供特定输出的代码一起存储在存储器30中。例如，存储器30可存储可执行算法，控制器34可根据连接到给定的系统上的辅助装置36来选择性地访问该可执行算法。辅助装置36可包括键盘、打印机、记录装置、网络接口装置及其组合，或者在检验系统10中可能期望的任何其它外部装置。另外，控制器34可访问存储器30，以访问对应于包括在系统中的特定辅助装置36的算法。

[0027] 图3描绘在图1的检验系统10中可用来产生可旋转的非轴向对称声场的圆形分段换能器探头42的实施例。圆形分段换能器探头42具有外径44和内径46，并且包括布置成圆形阵列的多个换能器节段48。在某些实施例中，圆形探头42的内径46大约可为零，这取决于一个或多个制造参数。换能器节段48的圆形阵列包括多对相向的换能器节段，并且各个对内的换能器节段可适于彼此同时地接收和发送信号，如下面更加详细地描述的那样。在描绘的实施例中，第一换能器节段50和第二换能器节段52形成相向的换能器节段对。也就是说，第一换能器节段50和第二换能器节段52围绕内径46设置在分段换能器探头42的相反侧。虽然在描绘的实施例中仅突出了成对的换能器节段50和52，但是成圆形阵列的各组相向地设置的换能器节段48形成相向的换能器节段对。应当注意，虽然在示出的实施例中，各个对包括两个节段，在一些实施例中，各个对可包括多个节段(例如，对包括与另外两个节段相向的两个节段)。

[0028] 应当注意，虽然图3的分段换能器探头42在形状上是圆形，但是分段换能器探头可为多种适当的形状和尺寸中的任一种。另外，换能器节段可将尺寸调整成适应分段换能器探头的整体形状。例如，在一个实施例中，分段探头可为长方形，并且因此，换能器节段在形状上也可为长方形。实际上，分段换能器探头的配置可为实现专用的，并且选定的配置可部分地或全部由检验试样的尺寸和形状确定。

[0029] 在操作期间，图3的分段换能器探头42可用来产生可旋转的非轴向对称声场54，如图4中描绘的那样。可旋转的非轴向对称声场54包括非轴向对称等压线56，非轴向对称等压线56能发送到检验试样中，以非破坏性地对于试样检验一个或多个缺陷的存在、不存在、位置和/或数量。也就是说，非轴向对称声场为大致椭圆形。在一个实施例中，为了产生非轴向对称声场54，将分段换能器探头42置于检验试样的期望位置上，并且激活期望的换能器节段，以产生发送到检验试样中的超声波激励信号。在实施例中，启动成对的相向的换能器节段50和52，并且返回回波信号由期望的两个换能器节段48接收。这个过程可按顺序重复，直到所有相向的换能器节段对都接收到返回回波信号为止。但是，在另一个实施例中，成圆形阵列的所有换能器节段48都可彼此同时地启动，并且相向的换能器节段的各个对独立地接收返回回波信号。不管在分段探头42的位置处获取数据的方式如何，针对非轴向对称声场的多个旋转角接收数据。一旦接收到数据，分段探头42就移动到检验试样表面上的下一个位置，并且重复该过程。照这样，可获得关于检验试样的整个内部结构体积的数据，并且处理和控制系统18可处理该数据，以识别缺陷的存在和数量。

[0030] 图5是描绘方法58的流程图，方法58可用来用分段探头探查检验试样，以获得关于检验试样的结构的缺陷信息。方法58可通过在检验试样的表面上的第一位置中将分段探头定位(框60)在检验试样上来开始。然后可启动(框62)两个或更多个换能器节段，从而将可旋转的非轴向对称声场发送到检验试样中。如上面提到的那样，换能器节段可按顺序成对地启动，或者阵列中的所有换能器节段可同时启动。非轴向对称声场与检验试样的相互作用所产生的回波信号然后由换能器节段对接收(框64)。方法58然后可通过确定(框66)是否存在附加的未启动的换能器节段来继续。如果存在未启动的换能器节段，则可启动(框62)附加的相向的换能器节段对，并且过程可重复。

[0031] 但是，如果所有换能器节段都已经启动，则分段换能器可沿着检验试样的表面平移到(框68)期望的附加的位置。然后可在各个附加的位置处重复(框70)获取过程，如上面关于框62~66所描述的那样。在获取对应于检验试样的体积的数据集之后，数据可发送到控制和处理电路，并且可利用(框72)反向投影算法来重建检验试样的图像。重建图像可为检验试样的体积切片或检验试样的整个体积表示。

[0032] 描绘的方法58还包括确定(框74)缺陷在检验试样中的存在、不存在、位置和/或数量。但是，应当注意，在一些实施例中，检验系统可通过控制和处理电路来确定缺陷的存在、不存在、位置和/或数量，在其它实施例中，这个步骤可由操作者执行。也就是说，在某些实施例中，检验系统可适于获取和处理对应于关于检验试样的结构信息的数据，并且操作者可分析该数据，以获得关于结构的缺陷信息。

[0033] 图6~11示意性地描绘能用来重建检验试样的表示的层析成像重建方法的实施例。特别地，图6描绘被用来探查可出现于检验试样中的缺陷78的旋转声场76。在分段探头定位在检验试样的表面上的第一位置中时，产生旋转声场76。如所显示的那样，旋转声场76包括第一声场旋转79、第二声场旋转80、第三声场旋转82和第四声场旋转84。在各次声场旋转时，获得声场与检验试样的相互作用所产生的回波信号。如图7中显示的那样，产生矩阵86，矩阵86捕捉接收自第一扫描位置的信息。在一些实施例中，矩阵86可存储到存储器30或辅助存储器32。例如，由于声场旋转79、80和82不与缺陷78相互作用，所以这些声场旋转不对矩阵86贡献正值。但是，因为声场旋转84与缺陷78相互作用，所以这个相互作用被记录，并且接收到的信号的幅度存储在矩阵86的框88、90和92中。

[0034] 然后分段探头沿着该部件平移到第二位置，如箭头94所示出的那样。也就是说，分段探头沿着检验试样移动，如图1中的箭头22所示出的那样。随即，产生另一个旋转声场96，如图8中示出的那样。如之前那样，旋转声场96包括第一声场旋转98、第二声场旋转100、第三声场旋转102和第四声场旋转104。这里再一次，在各次声场旋转时，获得声场与检验试样的相互作用所产生的回波信号。如图9中显示的那样，产生另一个矩阵106。矩阵106表示用声场76探查所获得的探查矩阵（probe matrix）和用声场96探查所获得经移位（shifted）的探查矩阵的总和。例如，当分段探头定位在第二位置上时，声场旋转100、102和104不与缺陷78相互作用，并且因此，这些声场旋转不对矩阵106贡献正值。但是，声场旋转98与缺陷78相互作用，而且这个相互作用被记录在对应于第二探头位置的第二探查矩阵中。这个第二探查矩阵被移位且添加到第一探查矩阵，以产生矩阵106。矩阵106的框108、90和110反映在用声场96探查之后所记录的信号的幅度。

[0035] 分段探头沿着该部件再次平移到另一个位置，如箭头112所示出的那样。也就是说，分段探头沿着检验试样的宽度进一步移动，如图1中的箭头22所示出的那样。然后产生附加的旋转声场114，如图10中示出的那样。旋转声场114包括在分段探头定位在第三位置上时不与缺陷78相互作用的声场旋转116、118和120。另外，声场114包括与缺陷78相互作用的声场旋转122，而且这个相互作用被记录在对应于第三探头位置的第三探查矩阵中。这个第三探查矩阵被移位且添加到矩阵106，以产生矩阵124，如图11中示出的那样。矩阵124的框126、90和128反映在用声场114探查之后所记录的信号的幅度。照这样，矩阵124包括来自第一探查矩阵、经移位的第二探查矩阵和经移位的第三探查矩阵的信息。
针对所有的期望扫描位置重复这个过程，从而产生检验试样的重建切片。应当注意，在产生反映存储在多个探查矩阵中的信息的图像矩阵之后，可使用一个或多个滤波器来进一步改进图像质量。例如，在一个实施例中，可利用诸如Shepp-Logan滤波器的边缘锐化滤波器。

[0036] 应当注意，控制和处理电路可利用矩阵124来产生检验试样的一个或多个体积切片。照这样，可与层析成像重建方法结合起来使用本文公开的分段探头，以非破坏性地获得关于检验试样的体积信息。再次，通过利用可旋转的非轴向对称声场来探查检验试样，与传统系统相比，可提高检验系统的分辨率，从而潜在地使得出现于检验试样中的缺陷能够有更好的分辨率。

[0037] 本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及实行任何结合的方法。本发明的可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例具有不异于权利要求的字面语言的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构要素，则它们意于处在权利要求的范围之内。

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