陣列式超音波通道差在哪？一次看懂 16:64、16:128、32:128、64:128 與 128:128

選購陣列式超音波探傷儀時，經常會看到 16:64、16:128、32:128、64:128 或 128:128 等規格。這些數字代表探頭的晶片數，還是儀器一次可以使用的通道數？通道增加，是否就代表影像更清楚、檢測更深，或掃描速度更快？

理解這些規格的關鍵，是先區分「儀器可選用多少個晶片」與「每次形成聲束時，可以使用多少個晶片」。兩者分別影響可用的陣列範圍與發射孔徑，不能混為一談。

本文以 Evident／Olympus 常見的通道標示方式說明，並以 OmniScan X4 示範 PAUT 與 FMC／TFM 規格的差別。不同廠牌的硬體架構、探頭接線及模式限制，仍應以各機型文件為準。

1. PAUT 通道的前後兩個數字，分別代表什麼？
在常見的 XX:YY 標示中：

前面的 XX，是發射通道數，決定傳統 PA 每次形成聲束時，可使用的最大發射晶片數。

後面的 YY，是接收路徑數，與可定址的晶片總數及孔徑移動範圍有關。

例如，16:64 可理解為：在支援的 64 個晶片位置中，每次最多選用 16 個晶片形成 PA 發射聲束。這裡的數字描述的是通道資源，不是探頭插座數，也不能直接當作每次採集時同步記錄的獨立訊號數。

以上為通道規格的基本解讀；接收設定與實際可用組合，須配合儀器模式及探頭配置確認。

需要注意的是，共同形成聲束，不代表所有晶片都在完全相同的時間發射。PAUT 會依照聚焦法則，控制各晶片的發射延遲，使聲波合成所需的偏轉角度與焦點。

2. 16:64 與 16:128：差在電子掃描範圍，不是最大發射孔徑
這兩種配置的前面都是 16，因此傳統 PA 的最大發射孔徑同樣是 16 個晶片。差別在於，儀器可以沿著多少個晶片位置選用與切換孔徑。

以 64 晶片探頭為例
假設使用相容的線性陣列探頭，每束波使用 16 個連續晶片，而且每次移動一個晶片：

第 1 個孔徑位置：晶片 1～16
第 2 個孔徑位置：晶片 2～17
第 3 個孔徑位置：晶片 3～18
……
最後一個孔徑位置：晶片 49～64

探頭本身不需要移動，形成聲束的位置就能沿著探頭移動。這是電子線性掃描的基本概念。

在上述條件下，孔徑位置數為：

64 − 16 ＋ 1 ＝ 49 個位置。

若改為 16:128 儀器，搭配相容的 128 晶片探頭，同样使用 16 個晶片的孔徑，則可由晶片 1～16，一路移動至 113～128：

128 − 16 ＋ 1 ＝ 113 個位置。

這是依照「連續孔徑、每次移動一個晶片、單一角度與焦點」所做的計算，不是所有檢測模式的固定聲束數。

因此，16:128 的優勢，是能利用更多晶片位置進行電子掃描；它不會因為後面的數字變成 128，就自動把每束波的發射孔徑加倍。

進一步來說，若兩台儀器都使用同一支 64 晶片探頭、相同的 16 晶片孔徑與掃描設定，就不能單憑「:128」判定聲束一定比「:64」更細。

3. 16、32、64、128 發射通道：影響的是可用孔徑
比較 16:128、32:128、64:128 與 128:128 時，後面的數字相同，主要差異是每次形成 PA 聲束時，可以使用的最大晶片數。

有效孔徑是什麼？
有效孔徑可以理解為：這一次參與聲束形成的晶片，在探頭上共同占據的有效尺寸。

對線性陣列而言，孔徑的實際長度不只取決於晶片數，也取決於晶片間距與單一晶片寬度。因此，不能只看「16 晶片」或「32 晶片」，就比較兩支不同探頭的聲束表現。Evident Scientific

以連續、等間距的晶片排列為例，其幾何長度可以表示為：

有效孔徑長度 ＝（使用晶片數 − 1）× 晶片中心間距 ＋ 單一晶片寬度。

假設晶片中心間距為 0.6 mm、單一晶片寬度為 0.5 mm，則依上述幾何關係計算：

16 晶片孔徑為 9.5 mm；32 晶片孔徑為 19.1 mm。

這是示意尺寸，用來說明晶片數如何轉換成實際孔徑，並非特定產品規格。

孔徑增加，通常帶來什麼效果？
在同一支探頭、相同頻率及適當聚焦條件下，增加使用晶片數、擴大孔徑，通常有助於縮小焦點處的聲束寬度，改善橫向分辨能力，並提高目標反射體的訊號響應。Evident 的聲束教學也以同一支探頭、不同晶片孔徑，呈現這些差異。

但這不代表通道數加倍，所有方向的解析度都會加倍。頻率、脈衝特性、焦點位置、材料衰減及探頭幾何，也會影響檢測結果。

高通道儀器，可以使用小孔徑
64:128 表示「最多可使用 64 個發射晶片」，並不是每一次都必須用滿 64 個。

若實際檢測仍只設定 16 個晶片，不能單靠儀器名稱，就認為它一定比其他採用相同孔徑的配置具有更好的聚焦效果。

**高通道的價值，是提供更大的可用孔徑與設定彈性；是否能轉化成檢測優勢，要看實際使用方式。**這是由孔徑與聲束形成原理得到的選型判斷。

4. PAUT 與 FMC／TFM，為什麼要分開比較？
只看 16:128 或 64:128，還不足以判斷儀器的 TFM 能力。

在傳統 PA 中，一組晶片依照延遲法則發射，形成指定的聲束。典型的 FMC，全矩陣擷取，則讓晶片依序發射，收集不同發射晶片與接收晶片組合的訊號。

TFM，全聚焦法，再利用採集到的資料，對感興趣區域中的各個位置進行合成聚焦。因此，PA 最大發射孔徑與 FMC／TFM 可使用的孔徑，不能直接畫上等號。

以 OmniScan X4 為例
依據 2026 年 10 月 5 日核對的 Evident 官方規格：

表內數字皆以晶片數表示；PWI 為平面波成像。此表為 OmniScan X4 的機型規格，不能作為其他品牌或世代的通用換算表。

其中值得注意的是，64:128PR 與 128:128PR 的 FMC 最大擴展孔徑都列為 128，但 PA 與 PWI 的最大孔徑不同。

因此，從 64:128PR 升級至 128:128PR，不應簡化成「TFM 孔徑加倍」；更直接的差異，是 PA 與 PWI 可以使用更大的發射孔徑。

5. 如何依檢測需求選擇通道配置？
選型時，建議先確認實際需要的聲束與掃描方式，再決定通道配置，而不是先選數字最大的機型。

需要的是更大的電子掃描範圍？
當需求是沿著較長的探頭移動孔徑，應優先確認探頭總晶片數與儀器可定址的通道範圍。

例如，每束波仍只需要 16 個晶片，但希望利用 128 晶片探頭進行更大範圍的電子線性掃描，16:128 就比 16:64 提供更多可使用的位置。這項判斷來自電子線性掃描的孔徑移動方式。

需要的是更大的發射孔徑？
若目標是在特定深度取得更合適的聚焦效果，或實際設定需要超過 16、32 或 64 個晶片共同發射，就必須選擇足以支援該孔徑的配置。

但厚件檢測不能只靠增加通道數解決。探頭頻率與材料衰減之間也存在取捨，仍須搭配聲程、焦點及目標反射體評估。

主要使用 TFM，或需要提高產線掃描效率？
這時應另外比較 FMC／TFM 孔徑、影像區域、解析度、群組數及實際採集速度，而不是只比較 PA 發射通道數。更多聚焦法則也不一定代表更快；增加每個位置要執行的發射次數，可能降低整幅影像的更新速度。

實際評估時，建議準備工件材質與厚度、焊道或零件幾何、目標缺陷、現有探頭型號，以及預期掃描速度。再透過掃描計畫與代表性試片測試，判斷通道升級是否真正改善檢測結果。

6. 陣列式超音波通道常見問題

16 通道儀器，可以使用 64 晶片探頭嗎？
以 16:64 配置而言，在探頭與接頭相容的前提下，可以選用 64 個晶片位置，但傳統 PA 每次形成發射聲束時，最多使用 16 個晶片。使用整支探頭進行電子掃描，不等於每束波都使用全部晶片。

16 通道，代表只能產生 16 個掃描角度嗎？
不是。相同的一組晶片，可以透過不同延遲法則，依序形成不同角度的聲束。發射通道數與角度數，是不同規格。

例如，40°～70°、每隔 1° 一束，且包含兩端角度，就有 31 個角度設定；不能因為使用 16 個晶片，就把角度數限制為 16。

128:128 使用全部 128 個晶片後，是不是只能產生一束波？
不是。對一支 128 晶片的線性陣列探頭而言，使用完整 128 晶片孔徑時，雖然沒有剩餘空間讓同尺寸孔徑沿探頭平移，但仍可改變延遲法則，形成不同偏轉角度或焦點。

這是「孔徑位置」與「聲束法則」的差別，兩者不能混淆。

64 通道一定比 32 通道掃得快嗎？
不一定。掃描速度還受到聲程、每次掃描的發射數量、群組數、資料量與處理能力影響。評估效率時，應比較相同檢測條件下的有效採集速度與完整覆蓋能力，不能只看通道數。

結論：先確認孔徑與掃描需求，再決定通道配置
理解陣列式超音波通道，可以從兩個方向判斷：

需要更多可選用的晶片位置，重點在後面的數字；需要更多晶片共同形成 PA 發射聲束，重點在前面的數字。

若使用 FMC／TFM 或 PWI，還要進一步核對該模式的實際孔徑限制。通道規格提供的是設備能力範圍，並不等於每一次檢測都能直接取得相同幅度的效益。

與愛光科技討論適合您的 PAUT 配置
正在比較 OmniScan 系列陣列式超音波探傷儀，或評估現有設備是否需要升級？

歡迎提供工件材質、厚度、目標缺陷、探頭型號與預期掃描方式，與愛光科技討論適合的通道配置及檢測方案。