在21世纪初，相控阵超声技术从医疗成像领域拓展到工业无损检测领域，并确立了其重要地位。工业相控阵超声检测(PAUT)系统是利用多个可独立控制的阵元或通道发射和接收超声波信号的系统。
相较于传统单通道系统，PAUT能更准确地检出缺陷，覆盖范围更广，效率更高，可有效识别安全隐患，降低事故风险，已在航空航天、特种设备、石油化工、海洋平台、铁路、电力、核工业、军工、冶金和建筑等行业得到广泛应用。
工业PAUT产品的基本功能是采用线性的波束成形(BF)技术，制定发射延时法则控制各阵元的激发时机，操控超声波在被测件中的干涉行为，实现波束偏转和聚焦，通过延时接收合成波束和电子扫描得到相控阵成像图。
随着检测标准不断提升，传统基于线性BF的成像方法已无法满足对更高灵敏度和分辨率的需求，故衍生出全聚焦(TFM)、平面波成像(PWI)和相位相干成像(PCI)等新的成像技术。
为克服传统PAUT方法的局限性，学者们研究出了非线性、超声导波、空耦超声、电磁声换能器和激光超声等形态各异的、非典型的PAUT系统。这些系统拓展了PAUT的内涵，成为当前相控阵超声检测领域的研究热点。
近年来，PAUT技术也开始与结构健康监测(SHM)技术相互融合。不同于传统的无损检测，SHM技术重在对结构健康状态进行长期的连续监测和评估，而PAUT技术的引入提升了监测系统的灵敏度，能够有效监控设备状态，及时提供预警和报警信息，为预防性维护提供数据支持。
一、相控阵通用数据格式与存储方法
工业相控阵的智能检测和云监测是当前研究的热点，但因各供应商或研发团队数据格式和存储方法不统一，容易形成“信息孤岛”。到目前为止，本领域仍缺乏公认的标准数据集，这将限制智能检测及云监测的发展。
在超声医学领域中，医学数字成像和通信(DICOM)协议是医学成像信息和相关数据的通信和管理标准，对发展远程超声技术和超声智能辅助诊疗技术有重要意义。
无损检测中的数字成像和通信(DICONDE)协议是DICOM协议的延伸，是一个可用于射线、CT、涡流及超声检测的通用数据格式。其中，ASTM E2663-23是DICONDE的数字化超声检测部分，替代了旧标准ASTM E1454—02(即现行国标GB/T 25759—2010)。
DICONDE继承了DICOM的数据循环利用功能，支持从相控阵检测到数据预处理、数据库存储、数据挖掘/智能判别及再检测的全流程。可见，DICONDE有助于打破“信息孤岛”，成为智能决策的基石。
二、混合驱动的相控阵智能检测/监测方法
鉴于DICONDE协议当前不可用，仍有必要通过较小的数据量来实现相控阵智能检测。传统数据驱动方法存在普适性不足、可解释性低等问题，且对数据标注高度依赖。因此，人工智能2.0的关键是将数据驱动与知识驱动方法有机融合，建立混合驱动方法来提高深度学习的可解释性和效率，并降低对数据的要求。
如何引入先验知识、逻辑规则、物理定律和因果关系等知识，提高泛化能力、可解释性和鲁棒性，是相控阵智能检测领域亟待解决的关键问题之一。
混合驱动的方法主要可分为3类：知识驱动为主、数据驱动为主、知识驱动和数据驱动并重的混合方法。物理信息神经网络(PINN)是一种以知识驱动为主的混合方法。
Alkhadhr等使用PINN通过嵌入二维波动方程作为约束条件，并结合边界和初始条件进行训练，计算了3阵元相控阵探头的瞬态声场，经过3万次迭代后，PINN能够计算出不同时间点的声场。但是，使用此类方法时还需考虑物理模型的局限性、数据依赖性和计算效率等因素。
三、面向极端服役环境的相控阵测量方法
当前，面向极端环境的相控阵超声检测研究较少，尤其在核聚变领域。核聚变被视为未来清洁能源的关键，但对等离子体材料(PFM)的研究是关键瓶颈之一。
PFM需承受高温、粒子辐射及中子嬗变产生的氢氦影响，这对材料性能提出了极高的要求。我国的全超导托卡马克装置“EAST东方超环”中，包层、偏滤器都采用纯钨作为PFM，但存在低温脆性、韧脆转变温度高和辐照脆化等问题。在聚变反应时，壁面需要承受14 MeV的高能中子辐照轰击，最高温度可达到1800℃，容易形成辐照损伤和热裂纹。
Wang等使用了机械手带动15 MHz单探头对偏滤器穹顶进行离线的水浸C扫描成像，可检出ϕ1.6 mm的平底孔缺陷。当前，仍缺乏针对辐照损伤的相控阵检测机理研究及抗辐射相控阵探头开发，这将影响核聚变堆用材料的缺陷检测技术发展。
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