随着科技进步，复合材料凭借重量轻、耐久耐疲劳、强度刚性高、抗冲击等优势，广泛应用于航空、船舶、建筑、医药等领域，尤其在航空业，碳纤维复合材料大量用于飞机关键部位，地位显著。但其复杂特性使加工难度大增，钻孔时易出现毛刺、撕裂、分层等缺陷，飞机制造中，复合材料装配孔需求大，孔边分层若未管控，服役时会致连接处断裂，威胁飞行安全。 阵列超声成像技术用于复合材料内部缺陷检测已久，延伸至制孔分层缺陷原位高精度快速成像检测却面临难题：一方面，特殊面阵阵列探头阵元排布及制作工艺要求高，二维面阵阵元环形分布虽能实现轴向、周向声束偏转，达成孔边全覆盖扫查，但阵元制作精度与排布优化挑战大，细微偏差就影响检测。另一方面，因孔洞存在，传统全聚焦算法受限，基于孔边缺陷特征的分区全聚焦算法、激励接收与数据拼接复杂，技术难度高。 为此，该研究取得关键突破：一是创新设计环形面阵探头，打破常规。阵元呈面阵排布，制孔位置处置空，以填充件连接，确保检测区域无遗漏，聚焦声束能在径向和轴向聚焦、扫查，无需移动即可全方位检测孔边缺陷，精度与效率远超常规探头。二是采用独特的 1/4 矩阵全聚焦成像算法，针对孔壁使阵元互收不到信号、全矩阵信号丢失及受孔壁回波干扰问题，通过分割环阵分区采集信号，提升采集效率，避开无用干扰。在国内同领域研究中，该成果凭借上述创新性突破，达到了领先水平。 本项目成果价值非凡。技术通用性强，航空航天、船舶制造、汽车、建筑等领域，但凡涉及复合材料制孔检测，均可适配。经济社会效益显著，企业借助高精度快速成像检测技术，能及时发现缺陷，废品率、返工成本降低，生产效率提升，经济效益可观；应用于飞机、高铁等关键装备制造，能排查隐患，保障运行安全，社会效益突出。于行业而言，填补传统检测空白，推动上下游产业革新，带动全产业链迈向高端，开启复合材料应用新篇章。