柔电超声换能器成像系统

技术领域

本公开涉及成像系统，并且更具体地涉及超声成像系统。

背景技术

已知的超声无损测试应用针对物体和/或物体上的材料层的探伤和厚度测定利用高频声波。这些应用利用包括多个超声换能器(UT换能器)的测试系统，其中每个UT换能器通常是产生、传输并接收高频声波的小探针。可以组合这些小探针以形成较大的探针相位阵列，其产生转向的声束以执行超声无损检测。

不幸的是，已知的UT换能器由压电晶体致动器制成。这些致动器是脊状压电晶体，其需要高电压以看到由于移动而导致的电极化改变。此外，这些已知的压电晶体的硬度和尺寸限制了它们用于便携式UT成像系统，便携式UT成像系统可以用于具有不同表面的物体的缺陷检测和厚度矫正。因此，需要用于解决这些问题的UT成像传感器。

发明内容

公开了一种柔电(flexoelectricity)超声(UT)换能器成像系统，包括聚四氟乙烯(PTFE)层、多个柔电UT换能器以及多路复用器。PTFE层包括前表面和后表面，并且多个柔电UT换能器附接至PTFE层的后表面。多个柔电UT换能器中的每个UT换能器具有前端和后端，并且每个UT换能器的前端附接至PTFE层的后表面，其中，PTFE层被配置为每个UT换能器的前端的音频膜。多个柔电UT换能器沿着PTFE层的后表面布置为二维阵列，并且每个UT换能器被配置为在PTFE层的后表面的法线方向上振动。多路复用器与每个UT换能器信号通信，其中，多个柔电UT换能器夹在多路复用器与PTFE层之间。

在操作实例中，柔电UT换能器成像系统被放置在检验部件上，覆盖该部件。利用多路复用器将第一组电压施加到多个柔电UT换能器，以在多个柔电UT换能器中产生振动。多个柔电UT换能器和PTFE层的振动产生向用PTFE层检验的部件传递的声波。然后用PTFE层从受检验部件接收多个反射声波，该反射声波使柔电UT换能器振动并产生由多路复用器接收的第二组电压。然后，多路复用器将对应于二维阵列内的每个UT换能器的像素数据传输到控制器，以产生受检验部件的完整图像。

在查看下面的附图和详细描述之后，本发明的其它装置、设备、系统、方法、特征和优点对于本领域技术人员来说将是显而易见的。意图将所有这样的附加装置、设备、系统、方法、特征和优点包括在本描述中，在本发明的范围内，并由所附权利要求保护。

附图说明

通过参考下面的附图可以更好地理解本发明。图中的组件不一定按比例绘制，而是强调说明本发明的原理。在图中，相似的参考数字在不同视图中表示相应的部分。

图1是根据本公开的柔电UT换能器成像系统的实施方式的示例的系统框图。

图2是根据本公开的柔电UT换能器成像系统的侧视图，如图1所示，放置在受检验的非线性部件上。

图3是根据本公开的沿着图1和图2所示的聚四氟乙烯(PTFE)层的后表面的多个柔电UT换能器的分布的实施例的系统框图。

图4A是根据本公开的处于静止状态的UT换能器的实施方式的示例的系统框图，如图1至图3所示。

图4B是根据本公开的处于有源低频状态的UT换能器的系统框图，如图1至图4A所示。

图4C是根据本公开的处于有源高频状态的UT换能器的系统框图，如图1至图4B所示。

图4D是根据本公开的处于无源接收状态的UT换能器的系统框图，如图1至图4C所示。

图5是根据本公开的在第一操作模式下操作的柔电UT换能器成像系统的实施例的系统框图，如图1至图2所示。

图6是根据本公开的在另一种操作模式下操作的柔电UT换能器成像系统的系统框图，如图1至图2所示。

图7是根据本公开的如图1至图2所示的柔电UT换能器成像系统执行的方法的实施例的流程图。

具体实施方式

公开了一种柔电超声(UT)换能器成像系统，包括聚四氟乙烯(PTFE)层、多个柔电UT换能器和多路复用器。PTFE层包括前表面和后表面，并且多个柔电UT换能器附接到PTFE层的后表面。多个柔电UT换能器中的每一个柔电UT换能器都具有前端和后端，并且每个UT换能器的前端附接到PTFE层的后表面，其中PTFE层被配置为每个UT换能器的前端的音频膜。多个柔电UT换能器沿PTFE层的后表面布置成二维阵列，并且每个UT换能器被配置为在PTFE层的后表面的法线方向上振动。多路复用器与每个UT换能器进行信号通信，其中多个柔电UT换能器夹在多路复用器与PTFE层之间。

在一个操作实例中，柔电UT换能器成像系统被放置在受检验部件上，覆盖该部件。利用多路复用器将第一组电压施加到多个柔电UT换能器，以在多个柔电UT换能器中产生振动。多个柔电UT换能器和PTFE层的振动产生向用PTFE层检验的部件传递的声波。然后用PTFE层从受检验部件接收多个反射声波，该反射声波使柔电UT换能器振动并产生由多路复用器接收的第二组电压。然后，多路复用器将对应于二维阵列内的每个UT换能器的像素数据传输到控制器，以产生受检验部件的完整图像。

转向图1，示出了根据本公开的柔电UT换能器成像系统100的示例的实施方式的系统框图。在该示例中，柔电UT换能器成像系统100被放置在作为线性部件的受检验部件102的顶部上。柔电UT换能器成像系统100可包括聚四氟乙烯(PTFE)层104、多个柔电UT换能器106、多路复用器108和控制器110。PTFE层104包括前表面112和后表面114，并且多个柔电UT换能器106附接到PTFE层104的后表面114。在该示例中，多个柔电UT换能器106中的每个UT换能器具有前端和后端，其中每个UT换能器的前端附接到PTFE层104的后表面114。PTFE层104被配置作为每个UT换能器的前端的音频膜，并且多个柔电UT换能器106沿着PTFE层104的后表面114布置为二维阵列。在该示例中，每个UT换能器被配置成在PTFE层104的后表面114的法线方向上振动。在该示例中，可以利用UT胶116将PTFE层104放置在受检验部件102上，以在PTFE层104的前表面112和受检验部件102的表面118之间形成近似真空密封。

在该示例中，控制器110可以是能够从多个柔电UT换能器106中的每个UT换能器接收像素数据的任何设备，并且作为响应，产生受检验部件102的完整图像，其中该图像可以用于受检验部件102的缺陷检测和厚度矫正。控制器110可以是例如现场可编程门阵列(FPGA)或包括一个或多个处理器的计算设备，一个或多个处理器包括例如微处理器、单核处理器、多核处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、逻辑器件(例如，被配置为执行处理操作的可编程逻辑器件)、数字信号处理(DSP)器件、用于存储可执行指令的一个或多个存储器(例如，软件、固件或其他指令)，和/或处理器件和/或存储器的任何其他适当组合，以执行指令，以执行本公开中描述的任何各种操作。一个或多个处理器适于经由一个或多个通信接口与存储器和其他设备联接和通信，以执行如本文所述的方法和处理步骤。一个或多个通信接口包括有线或无线通信总线。

在各种示例中，本领域的普通技术人员可以理解，处理操作和/或指令可以集成在软件和/或作为一个或多个处理器的一部分的硬件中或者存储在存储器中的代码(例如，软件或配置数据)。本公开中公开的处理操作和/或指令的示例可以由机器可读介质以非瞬时方式(例如，存储器、硬盘驱动器、压缩盘、数字视频盘或闪存)存储，以由一个或多个处理器(例如，诸如基于逻辑或处理器的系统的计算机)执行以执行本文公开的各种方法。在该示例中，机器可读介质可以驻留在计算设备内的存储器中，但本领域普通技术人员理解，机器可读介质可以位于控制器外部的其他存储器上。

在该示例中，PTFE层104可被实现为柔电UT换能器成像系统100的覆盖层或覆盖层的一部分。如果覆盖层与PTFE层104分离，则覆盖层可附接至PTFE层104并包括前表面和后表面，其中PTFE层104附接至覆盖层的后表面，且前表面构造成附接至受检验部件102。在该示例中，覆盖层可以是保护PTFE层104的结构完整性的单独组件，或者简单地是延伸超过多个UT换能器106的物理占据区域的PTFE层104的柔性版本。

此外，柔电UT换能器成像系统100可以包括电源(未示出)，或者与电源(未示出)进行信号通信，以向多个柔电UT换能器106中的柔电UT换能器提供一组激励电压。在此示例中，电源提供例如可小于约80伏的电压。

图2是根据本公开的放置在非线性的受检验部件200上的柔电UT换能器成像系统100的侧视图。在该示例中，控制器110被示为远离PTFE层104、多个柔电UT换能器106和多路复用器108的组合，但仍然与它们通过信号路径202进行信号通信，信号路径202可以是有线或无线连接。

本领域普通技术人员应理解，柔电UT换能器成像系统100的电路、组件、模块和/或设备或与柔电UT换能器成像系统100相关联的电路、组件、模块和/或设备被描述为彼此信号通信，其中信号通信指的是电路、组件、模块和/或设备之间的任何类型的通信和/或连接以允许电路、组件、模块和/或设备接收来自另一电路、组件、模块和/或设备的信号和/或信息。通信和/或连接可以沿着电路、组件、模块和/或设备之间的任何信号路径，该信号路径允许信号和/或信息从一个电路、组件、模块和/或设备传递到另一个电路、组件、模块和/或设备，并且包括无线或有线信号路径。信号路径可以是物理的，例如，导电线、电磁波导、电缆、附接和/或电磁或机械耦合端子、半导电或介电材料或器件、或其他类似的物理连接或耦接。此外，信号路径可以是非物理的，例如自由空间(在电磁传播的情况下)或通过数字组件的信息路径，其中通信信息以变化的数字格式从一个电路、组件、模块和/或设备传递到另一个电路、组件、模块和/或设备，而不通过直接的电磁连接。

在图3中，示出了根据本公开的沿着PTFE层104的后表面114的多个柔电UT换能器106的分布的实施例的系统框图。在该示例中，多个柔电UT换能器300、302、304、306、308、310、312、314和316附接到PTFE层104的后表面114。多个柔电UT换能器300对应于柔电UT换能器成像系统100上的像素元素，并且可以沿着PTFE层104的后表面114定向成行和列。作为示例，柔电UT换能器300、302、304和306可以沿着第一行318定向，并且柔电UT换能器300、308、310和312可以沿着第一列320定向。如前所述，每个柔电UT换能器的前端附接到PTFE层104的后表面114。作为示例，第一柔电UT换能器300的第一前端322、第二柔电UT换能器306的第二前端324、第三柔电UT换能器312的第三前端326和第四柔电UT换能器316的第四前端328都附接到PTFE层104的后表面114。在该示例中，多路复用器108与每个柔电UT换能器300、302、304、306、308、310、312、314和316进行信号通信，并且当柔电UT换能器300、302、304、306、306、308、310、312、314和316检测到PTFE层104处接收到的声波时，将一组电压信号施加到柔电UT换能器300、302、304、304、306、308、310、312、314和316或从柔电UT换能器300、302、304、304、306、308、310、312、314和316接收另一组电压信号。

如前论述，多个柔电UT换能器300、302、304、306、308、310、312、314和316在PTFE层104的后表面114上布置为二维阵列，其中每个柔电UT换能器300、302、304、306、308、310、312、314和316对应于二维阵列的像素。在该示例中，二维阵列的尺寸可以可选地根据柔电UT换能器成像系统100的设计偏好而变化。例如，二维阵列可以小到2×2阵列，大到需要的阵列，例如1000×1000阵列或更大。因此，柔电UT换能器的数量可以在从四(4)个元件到数百万个元件变化。

转向图4A至图4D，示出了多个柔电UT换能器106中的柔电UT换能器400。在该示例中，图4A中示出了柔电UT换能器400处于静止(rest)状态，图4B中柔电UT换能器400处于有源(active，主动)低频状态，图4C中柔电UT换能器400处于有源高频状态和图4D中柔电UT换能器400处于无源(passive，被动)接收状态。在该示例中，柔电UT换能器包括前端402和后端404。柔电UT换能器400的前端402附接至PTFE层104的后表面114。柔电UT换能器400可以包括一个或多个柔电晶体元件406、408、410和412并由其构成。

在该示例中，出于说明的目的，仅示出了四个柔电晶体元件406、408、410和412，然而，本领域的普通技术人员理解，在形成多个柔电晶体元件布置为如所示的堆叠结构的柔电UT换能器400时可以使用任意数量的柔电晶体元件406、408、410和412。因此，在该示例中，柔电UT换能器400的前端402对应于第一柔电晶体元件406的前端。在该示例中，每个柔电晶体元件406、408、410和412分别经由多个信号路径414、416、418和420与多路复用器108进行信号通信。此外，在该示例中，柔电晶体元件406、408、410和412中的每一个可以由极化陶瓷材料(例如钛酸钡(BaTiO3))构成。此外，在该示例中，柔电UT换能器400的前端402具有的相应前端阻抗与PTFE层104的PTFE阻抗匹配。

柔电晶体元件406、408、410和412的极化陶瓷材料对施加的电压作出反应，以沿着施加的电压排列(align)，使得当电压施加到柔电晶体元件406、408、410和412时，柔电晶体元件406、408、410和412的极化陶瓷材料将在垂直方向422和水平方向424上排列和扩展(expand)。

在用于传输的操作的示例中，最初，柔电UT换能器400处于静止状态，其中没有电压被施加到柔电晶体元件406、408、410和412。柔电UT换能器400将具有初始高度426和初始宽度428。当以低频模式施加第一组电压时，柔电晶体元件406、408、410和412内的极化材料将沿着施加的第一组电压使其自身排列，使得柔电UT换能器400的高度将增加到第二高度430，并且将一些柔电晶体元件406、408、410和412的宽度增加到大于初始宽度428。当所施加的第一组电压被移除时，柔电晶体元件406、408、410和412将返回到图4A所示的静止状态。通过向柔电晶体元件406、408、410和412施加交流(AC)电压401、403、405和407，柔电UT换能器400可以垂直振动432(在法线方向，即，垂直于PTFE层104的后表面114)和水平振动434。这些垂直振动432和水平振动434将在PTFE层104的后表面114上产生机械力，由此产生声波的低频振动436，声波通过PTFE层104传输到受检验部件102。

如果在高频模式下增加所施加的电压，在高频模式下施加第二组电压409、411、413和415，柔电晶体元件406、408、410和412内的极化材料将沿着所施加的第二组施加的电压而进一步排列，使得柔电UT换能器400的高度将进一步增加到第三高度438，并且进一步增加一些柔电晶体元件406、408、410和412的宽度到大于初始宽度428。再次，当移除所施加的第二组电压时，柔电晶体元件406、408、410和412将返回到图4A所示的静止状态。通过将用于施加的第二组电压的交流电压施加到柔电晶体元件406、408、410和412，柔电UT换能器400将比图4B中的示例更强烈地垂直振动440和水平振动442。这些垂直振动440和水平振动442将再次在PTFE层104的后表面114上产生机械力，由此产生声波的高频振动444，声波的高频振动444由PTFE层104传输到受检验部件102。

在用于接收反射的声波446的操作的示例中，进行反向处理。柔电UT换能器400接收在PTFE层104的前表面112处所接收的反射声波446。接收到的反射声波446引起PTFE层104的偏转，该偏转导致柔电UT换能器400偏转(deflect)，因为它附接到PTFE层104的后表面114。PTFE层104的偏转将导致柔电UT换能器400垂直振动448和水平振动450，这将引起来自第一柔电晶体元件406的第一电压452、来自第二柔电晶体元件408的第二电压454、来自第三柔电晶体元件410的第三电压456和来自第四柔电晶体元件412的第四电压458。这些电压将由多路复用器108接收并传递到控制器110。

在本例中，注意，多路复用器108可以被配置为驱动或接收非常大量的电压，因为多路复用器108与可以超过百万的柔电UT换能器300、302、304、306、308、310、312、314和316的M乘N二维阵列中每一个UT换能器400的每个柔电晶体元件406，408、410和412信号通信，其中M是沿着行318的柔电UT换能器300、302、304、306、308、310、312、314和316的数量，而N是沿着列320的柔电UT换能器300、302、304、310和312的数量。

图5是根据本公开的在第一操作模式下操作的柔电UT换能器成像系统100的实施例的系统框图。在该示例中，多个柔电UT换能器300、302、304、306、308、310、312、314和316被布置成多个子集，其中多个子集是沿着PTFE层104的后表面114的列。此外，在该示例中，柔电UT换能器的第一子集500可包括两列柔电UT换能器502和504。柔电UT换能器的第二子集506可以包括未包括在柔电UT换能器的第一子集500中的所有其他柔电UT换能器。为了便于说明，在第一子集500中仅示出了两列柔电UT换能器502和504，然而，可以理解，第一子集500中的柔电UT换能器的数量可以基于设计而改变。

在该示例中，柔电UT换能器502和504与PTFE层104结合而产生向受检验部件102传输的多个声波。由柔电UT换能器的第二子集506接收从受检验部件102反射的所得声波，而不是由柔电UT换能器的第一子集500的柔电UT换能器502和504接收。在该示例中，在柔电UT换能器的第二子集506内的各个柔电UT换能器产生由多路复用器108接收的一组电压。

转向图6，示出了根据本公开的在另一操作模式下操作的柔电UT换能器成像系统100的系统框图。在该示例中，多个柔电UT换能器106被布置为柔电UT换能器的二维阵列600，其中一些柔电UT换能器(即，第一子集)被用于产生传输到受检验部件102的声波。第一子集602的柔电UT换能器603例如位于柔电UT换能器的二维阵列600的中心。在该示例中，第二子集604的柔电UT换能器605包括柔电UT换能器的二维阵列600中除了柔电UT换能器的第一子集602之外的所有柔电UT换能器。

类似于前面的示例，在该示例中，柔电UT换能器的第一子集602中的柔电UT换能器与PTFE层104组合产生向受检验部件102传输的多个声波。从受检验部件102反射所得的声波由柔电UT换能器的第二子集604接收而不是由柔电UT换能器的第一子集602中的柔电UT换能器接收。此外，柔电UT换能器的第二子集602内的各个柔电UT换能器产生由多路复用器108接收的一组电压。

可以理解的是，柔电UT换能器成像系统100也可以使用其它组合由。在这些示例中，控制器110可以被编程以基于受检验部件102或其他因素针对不同的测量利用不同的组合。

在图7中，示出了根据本发明的由柔电UT换能器成像系统100执行的方法700的实施例的流程图。方法700首先开始于利用柔电UT换能器成像系统100覆盖702受检验部件102，并利用多路复用器108向多个柔电UT换能器106施加704第一组电压401、403、405、407、409、411、413、415，以在多个柔电UT换能器106中产生振动。然后，方法700包括用PTFE层104向受检验部件102传输706多个声波436或444，其中多个声波436或444是由PTFE层104和多个柔电UT换能器106的振动的组合产生的。然后，方法700包括用PTFE层104接收708从受检验部件102反射的多个声波446，并从多个柔电UT换能器106产生710第二组电压，该第二组电压由多路复用器108接收712。然后，方法700包括将像素数据从每个柔电UT换能器300、302、304、306、308、310、312、316或400传输714到控制器110，以产生受检验部件102的完整图像，并用控制器110产生716完整图像。然后该方法结束。

在该示例中，从多个柔电UT换能器106产生第二组电压的步骤710包括从每个柔电UT换能器300、302、304、306、308、310、312、316或400的每个柔电晶体元件406、408、410和412产生子集电压452、454、456和458。此外，利用多路复用器108从多个柔电UT换能器106接收712第二组电压的步骤包括从每个柔电UT换能器300、302、304、306、308、310、312、316或400的每个柔电晶体元件406、408、410和412接收子集电压452、454、456和458。

在方法700中，传输步骤706还可以包括从PTFE层104和柔电UT换能器106的第一子集500或602的振动的组合中产生多个声波436或444，用PTFE层104和柔电UT换能器106的第二子集506或602从受检验部件102接收多个反射声波446，以及从柔电UT换能器106的第二子集506或602产生第二组电压。在该示例中，柔电UT换能器106的第一子集500或602具有二维阵列600内的图案。在该示例中，第一组电压401、403、405、407、409、411、413、415可以小于大约80伏。

此外，本公开包括以下示例，其中保护范围由权利要求书提供。

实施例1、一种柔电超声(UT)换能器成像系统100，包括：具有前表面112和后表面114的聚四氟乙烯(PTFE)层104；多个柔电UT换能器106，该柔电UT换能器106附接到PTFE层104的后表面114上，其中多个柔电UT换能器106中的每个柔电UT换能器300，302，304，306，308，310，312，316，400具有前端322，324，326，328，402和后端404，每个柔电UT换能器300，302，304，306，308，310，312，316，400的前端322，324，326，328，402附接到PTFE层104的后表面114，其中，PTFE层104被配置为每个柔电UT换能器300、302、304、306、308、310、312、316、400的前端322、324、326、328、402的音频膜，多个柔电UT换能器106沿着PTFE层104的后表面114布置为二维阵列，并且每个柔电UT换能器300、302、304、306、308、310、312、316、400被配置为在PTFE层104的后表面114的法线方向上振动；以及多路复用器108，与每个柔电UT换能器300、302、304、306、308、310、312、316、400进行信号通信，其中多个柔电UT换能器106夹在多路复用器108和PTFE层104之间。

实施例2、如实施例1的柔电UT换能器成像系统100，其中多个柔电UT换能器106中的每个柔电UT换能器300、302、304、306、308、310、312、316、400由柔电晶体元件406、408、410、412构成。

实施例3、如实施例2的柔电UT换能器成像系统100，其中柔电晶体元件406、408、410、412是钛酸钡(BaTiO3)晶体元件。

实施例4、如实施例2或3的柔电UT换能器成像系统100，其中每个柔电UT换能器300、302、304、306、308、310、312、316、400包括布置成堆叠结构的多个柔电晶体元件406、408、410、412。

实施例5、如实施例4的柔电UT换能器成像系统100，其中多路复用器108与多个柔电UT换能器106中的每个柔电UT换能器300、302、304、306、308、310、312、316、400进行信号通信。

实施例6、如实施例5的柔电UT换能器成像系统100，其中多路复用器108与多个柔电晶体元件300、302、304、306、308、310、312、316、400中的每个柔电晶体元件406、408、410、412进行信号通信。

实施例7、如实施例1的柔电UT换能器成像系统100，其中每个柔电UT换能器300、302、304、306、308、310、312、316、400的前端322、324、326、328、402具有相应的前端阻抗，PTFE层104具有PTFE阻抗，并且每个柔电UT换能器的相应前端阻抗与PTFE阻抗匹配。

实施例8、如实施例1的柔电UT换能器成像系统100，还包括附接至PTFE层104的覆盖层，其中覆盖层包括前表面和后表面，PTFE层104附接至覆盖层的后表面，并且前表面配置成附接至受检验部件102。

实施例9、如实施例1的柔电UT换能器成像系统100，还包括与多路复用器108进行信号通信的控制器110。

实施例10、如实施例9的柔电UT换能器成像系统100，其中多个柔电UT换能器106中的每个柔电UT换能器300、302、304、306、308、310、312、316、400对应于二维阵列的像素，并且控制器110被配置成从每个柔电UT换能器300、302、304、306、308、310、312、316、400接收像素数据，并且作为响应，产生受检验部件102的完整图像。

实施例11、一种用于利用实施例1的柔电UT换能器成像系统100检验受检验部件的方法102。

实施例12、一种用于用柔电UT换能器成像系统100受检验部件102的方法700，方法700包括：用柔电UT换能器成像系统100覆盖702部件102，其中，柔电UT换能器成像系统100具有聚四氟乙烯(PTFE)层104、附接到PTFE层104的后表面114的多个柔电UT换能器106、以及与多个柔电UT换能器106中的每个柔电UT换能器300、302、304、306、308、310、312、316、400信号通信的多路复用器108，其中多个柔电UT换能器106夹在多路复用器108和PTFE层104之间，并且多个柔电UT换能器106沿着PTFE层104的后表面114布置为二维阵列，其中每个柔电UT换能器300、302、304、306、308、310、312、316、400对应于二维阵列的像素；利用多路复用器108将第一组电压401、403、405、407、409、411、413、415施加到704多个柔电UT换能器106，以在多个柔电UT换能器106中产生振动；用PTFE层104向部件102传输706多个声波436、444，其中多个声波436、444由PTFE层104和多个柔电UT换能器106的振动的组合产生；用PTFE层104从部件102接收708多个反射声波446；从多个柔电UT换能器106产生710第二组电压；利用多路复用器108从多个柔电UT换能器106接收712第二组电压；以及从每个柔电UT换能器300、302、304、306、308、310、312、316、400传输714像素数据到控制器110，以产生部件102的完整图像。

实施例13、如实施例12的方法700，其中多个柔电UT换能器106中的每个柔电UT换能器300、302、304、306、308、310、312、316、400由柔电晶体元件406、408、410、412构成。

实施例14、如实施例13的方法700，其中柔电晶体元件406、408、410、412是钛酸钡(BaTiO3)晶体元件。

实施例15、如实施例13的方法700，其中每个柔电UT换能器300、302、304、306、308、310、312、316、400包括布置成堆叠结构的多个柔电晶体元件406、408、410、412，并且其中从多个柔电UT换能器106产生第二组电压包括从每个柔电UT换能器300、302、304、306、308、310、312、316、400的每个柔电晶体元件406、408、410、412产生电压452、454、456、458的子集。

实施例16、示例15的方法700，其中多路复用器108与多个柔电UT换能器106中的每个柔电UT换能器300、302、304、306、308、310、312、316、400信号通信，并且其中用多路复用器108从多个柔电UT换能器106接收第二组电压包括从每个柔电UT换能器300、302、304、306、308、310、312、316、400的每个柔电晶体元件406、408、410、412接收电压452、454、456、458的子集。

实施例17、如实施例12的方法700，其中用PTFE层104向部件102传输多个声波436、444包括：从PTFE层104和柔电UT换能器106的第一子集的振动的组合中产生多个声波436、444，用PTFE层104从部件102接收多个反射声波446，以及从柔电UT换能器106的第二子集产生第二组电压。

实施例18、如实施例17的方法700，其中柔电UT换能器106的第一子集具有二维阵列内的图案。

实施例19、如实施例12的方法700，还包括用控制器110从每个柔电UT换能器300、302、304、306、308、310、312、316、400接收像素数据，并且作为响应，产生受检验部件102的完整图像。

实施例20、如实施例12的方法700，其中第一组电压401、403、405、407、409、411、413、415小于大约80伏。

根据本发明的进一步说明性和非排他性示例在以下段落中描述：

在根据本发明的一个示例中，一种柔电超声(UT)换能器成像系统(100)包括：具有前表面(112)和后表面(114)的聚四氟乙烯(PTFE)层(104)；多个柔电UT换能器(106)，该柔电UT换能器附接至PTFE层(104)的后表面(114)，其中多个柔电UT换能器(106)中的每个柔电UT换能器(300，302，304，306，308，310，312，316，400)具有前端(322，324，326，328，402)和后端(404)，每个柔电UT换能器(300，302，304，306，308，310，312，316，400)的前端(322，324，326，328，402)附接到PTFE层(104)的后表面(114)，其中，PTFE层(104)被配置为每个柔电UT换能器(300、302、304、306、308、310、312、316、400)的前端(322、324、326、328、402)的音频膜，多个柔电UT换能器(106)沿PTFE层(104)的后表面(114)布置成二维阵列，并且每个柔电UT换能器(300、302、304、306、308、310、312、316、400)被配置成在PTFE层(104)的后表面(114)的法线方向上振动；以及多路复用器(108)，与每个柔电UT换能器(300、302、304、306、308、310、312、316、400)信号通信，其中多个柔电UT换能器(106)夹在多路复用器(108)和PTFE层(104)之间。

任选地，在前面段落的柔电UT换能器成像系统(100)中，多个柔电UT换能器(106)中的每个柔电UT换能器(300、302、304、306、308、310、312、316、400)由柔电晶体元件(406、408、410、412)构成。

任选地，在前面段落之一的柔电UT换能器成像系统(100)中，柔电晶体元件(406、408、410、412)是钛酸钡(BaTiO3)晶体元件。

任选地，在前面段落之一的柔电UT换能器成像系统(100)中，每个柔电UT换能器(300、302、304、306、308、310、312、316、400)包括以堆叠结构布置的多个柔电晶体元件(406、408、410、412)。

任选地，在前面段落之一的柔电UT换能器成像系统(100)中，多路复用器(108)与多个柔电UT换能器(106)中的每个柔电UT换能器(300、302、304、306、308、310、312、316、400)信号通信。

任选地，在前面段落之一的柔电UT换能器成像系统(100)中，多路复用器(108)与多个柔电晶体元件(300、302、304、306、308、310、312、316、400)中的每个柔电晶体元件(406、408、410、412)信号通信。

任选地，在前面段落之一的柔电UT换能器成像系统(100)中，每个柔电UT换能器(300、302、304、306、308、310、312、316、400)的前端(322、324、326、328、402)具有相应的前端阻抗，PTFE层(104)具有PTFE阻抗，并且每个柔电UT换能器的相应前端阻抗与PTFE阻抗匹配。

任选地，前述段落之一的柔电UT换能器成像系统(100)，还包括附接至PTFE层(104)的覆盖层，其中覆盖层包括前表面和后表面，PTFE层(104)附接至覆盖层的后表面，且前表面配置成附接至受检验部件(102)。

可选地，前面段落之一的柔电UT换能器成像系统(100)，还包括与多路复用器(108)进行信号通信的控制器(110)。

任选地，在前面段落之一的柔电UT换能器成像系统(100)中，多个柔电UT换能器(106)中的每个柔电UT换能器(300、302、304、306、308、310、312、316、400)对应于二维阵列的像素，控制器(110)被配置成从每个柔电UT换能器(300、302、304、306、308、310、312、316、400)接收像素数据，并作为响应，产生受检验部件(102)的完整图像。

在根据本公开的另一示例中，一种用于利用前面段落之一的柔电UT换能器成像系统(100)来检验受检验部件(102)的方法。

在根据本公开的另一示例中，一种用柔电UT换能器成像系统(100)受检验部件(102)的方法(700)，该方法(700)包括：用柔电UT换能器成像系统(100)覆盖(702)部件(102)，柔电UT换能器成像系统(100)具有聚四氟乙烯(PTFE)层(104)、附接至PTFE层(104)的后表面(114)的多个柔电UT换能器(106)、以及与多个柔电UT换能器(106)中的每个柔电UT换能器(300、302、304、306、308、308、310、312、316、400)信号通信的多路复用器(108)，其中多个柔电UT换能器(106)夹在多路复用器(108)和PTFE层(104)之间，并且多个柔电UT换能器(106)沿PTFE层(104)的后表面(114)布置为二维阵列，其中每个柔电UT换能器(300、302、304、306、308、310、312、316、400)对应于所述二维阵列的像素；利用多路复用器(108)将第一组电压(401、403、405、407、409、411、413、415)施加(704)到多个柔电UT换能器(106)，以在多个柔电UT换能器(106)中产生振动；利用PTFE层(104)向部件(102)传输(706)多个声波(436、444)，其中多个声波(436、444)由PTFE层(104)和多个柔电UT换能器(106)的振动的组合产生；从部件(102)接收(708)多个反射声波(446)，其中PTFE层(104)从多个柔电UT换能器(106)产生(710)第二组电压；利用多路复用器(108)从多个柔电UT换能器(106)接收(712)第二组电压；以及从每个柔电UT换能器(300，302，304，306，308，310，312，316，400)向控制器(110)传输(714)像素数据，以产生部件(102)的完整图像。

任选地，在前面段落的方法(700)中，多个柔电UT换能器(106)中的每个柔电UT换能器(300、302、304、306、308、310、312、316、400)由柔电晶体元件(406、408、410、412)构成。

任选地，在前面段落之一的方法(700)中，柔电晶体元件(406、408、410、412)是钛酸钡(BaTiO3)晶体元件。

任选地，在前面段落之一的方法(700)中，每个柔电UT换能器(300、302、304、306、308、310、312、316、400)包括布置成堆叠结构的多个柔电晶体元件(406、408、410、412)，并且其中从多个柔电UT换能器(106)产生第二组电压包括从每个柔电UT换能器(300、302、304、306、308、310、312、316、400)的每个柔电晶体元件(406、408、410、412)产生电压子集(452、454、456、458)。

任选地，在前面段落之一的方法(700)中，多路复用器(108)与多个柔电UT换能器(106)中的每个柔电UT换能器(300，302，304，306，308，312，316，400)信号通信，并且其中用多路复用器(108)从多个柔电UT换能器(106)接收第二组电压包括从每个柔电UT换能器(300，302，304，306，310，312，316，400)的每个柔电晶体元件(406，408，410，412)接收电压子集(452，454，456，458)。

可选地，在前面段落之一的方法(700)中，利用PTFE层(104)向部件(102)传输多个声波(436，444)包括从PTFE层(104)和第一子集柔电UT换能器(106)的振动的组合产生多个声波(436，444)，利用PTFE层(104)从部件(102)接收多个反射声波(446)，以及从柔电UT换能器(106)的第二子集产生第二组电压。

可选地，在前面段落之一的方法(700)中，柔电UT换能器(106)的第一子集具有二维阵列内的图案。

可选地，前面段落之一的方法(700)还包括利用控制器(110)从每个柔电UT换能器(300、302、304、306、308、310、312、316、400)接收像素数据，并作为响应，产生受检验部件的完整图像(102)。

可选地，在前面段落之一的方法(700)中，第一组电压(401、403、405、407、409、411、413、415)小于大约80伏。

将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以改变本公开的各个方面或细节。它不是详尽无遗的，也不将所要求的公开限制于所公开的精确形式。此外，上述描述仅用于说明目的，而不是用于限制目的。根据上述描述，修改和变化是可能的，或者可以从实践本公开中获得。权利要求及其等同物定义了本公开的范围。此外，尽管已经用特定于结构特征和/或方法行为的语言描述了这些技术，但应当理解，所附权利要求书不一定限于所描述的特征或行为。相反，特征和行为被描述为这些技术的示例实现。

在这里使用术语“包括”、“包括”、“具有”、“包含”及其变体的范围内，这些术语旨在以类似于术语“包括”作为开放过渡词的方式包含，而不排除任何附加或其他元素。此外，除其他外，诸如“可以”、“能够”、“可能”或“可能”的条件语言，除非另有具体说明，在上下文中被理解为表示某些示例包括某些特征、元素和/或步骤，而其他示例不包括这些特征、元素和/或步骤。因此，这样的条件语言通常并不意在暗示某些特征、元素和/或步骤以任何方式对于一个或多个示例是必需的，或者一个或多个示例必须包括用于在有或没有用户输入或提示的情况下决定某些特征、元素和/或步骤是否包括或将在任何特定示例中执行的逻辑。如短语“X、Y或Z中的至少一个”，除非另有特别说明，否则应理解为表示一个项目、术语等可以是X、Y或Z，或它们的组合。

在实施方式的一些替代示例中，块中所述的一个或多个功能可以不按图中所述的顺序出现。例如，在某些情况下，可以同时执行连续示出的两个块，或者根据所涉及的功能，有时可以以相反的顺序执行这些块。此外，除了流程图或框图中所示的块之外，还可以添加其他块。此外，示例过程的操作在单个块中被说明，并参考那些块进行总结。所述过程被示为块的逻辑流，其每个块可以表示可以在硬件、软件或其组合中实现的一个或多个操作。在软件的上下文中，操作表示存储在一个或多个计算机可读介质上的计算机可执行指令，当由一个或多个处理单元执行时，指令使一个或多个处理单元能够执行该操作。通常，计算机可执行指令包括执行特定功能或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、模块、组件、数据结构等。描述操作的顺序不打算被解释为限制，并且可以以任何顺序执行任何数量的所描述的操作，以任何顺序组合，细分为多个子操作，和/或并行执行以实现所描述的过程。所描述的过程可以由与诸如一个或多个内部或外部CPU或GPU的一个或多个设备和/或诸如FPGA、DSP、或其他类型的加速器的一个或多个硬件逻辑片相关联的资源来执行。

上面描述的所有方法和过程可以体现在由一个或多个通用计算机或处理器执行的软件代码模块中，并通过该软件代码模块完全自动化。代码模块可以存储在任何类型的计算机可读存储介质或其他计算机存储设备中。可选地，所述方法中的一些或全部可以体现在专门的计算机硬件中。