超声波扫描显微镜PPT幻灯片
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超声波检测-第4章讲义ppt课件.ppt
2024/10/10
数字超声在友联
13
在 日 常 生 活 中，随 处都可 以看到 浪费粮 食的现 象。也 许你并 未意识 到自己 在浪费 ，也许 你认为 浪费这 一点点 算不了 什么
模拟仪主要组成部分的作用
➢ 扫描电路P88： ➢ 组成：扫描闸门发生器、锯齿波发生器、锯齿波
放大器 ➢ 扫描电路又称时基电路，用来产生锯齿波电压，
模拟仪主要组成部分的作用
➢接收电路
由于接收的电信号非常微弱，通常只有数百微 伏到数伏，而示波管全调制所需电压要几百伏， 所以接收电路必须具有约105的放大能力。
接收电路的性能对探伤仪性能影响极大，它直 接影响到探伤仪的垂直线性、动态范围伤灵敏 度、分辨力等重要技术指标。一般把放大器的 电压放大倍数用分贝来表示。
加在示波管水平偏转板上，使示波管荧光屏上的 光点沿水平方向作等速移动，产生一条水平扫描 时基线。 ➢ 探伤仪面板上的深度粗调、微调、扫描延迟旋钮 都是扫描电路的控制旋钮。探伤时，应根据被探 工件的探测深度范围选择适当的深度档级．并配 合微调旋钮调整，使刻度板水平轴上每一格代表 一定的距离。
2024/10/10
➢ 随着新的计算机技术的应用，还将时间轴上的不 同深度的信号幅值全部采集下来，用亮度（颜色） 显示信号幅度。
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数字超声在友联
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在 日 常 生 活 中，随 处都可 以看到 浪费粮 食的现 象。也 许你并 未意识 到自己 在浪费 ，也许 你认为 浪费这 一点点 算不了 什么
C型显示
➢ 一种图像显示，横坐标和纵坐标都代表探头的扫 查轨迹（探头在工件表面的位置），用亮度（颜 色）来表面信号幅度。可以显示工件内部缺陷平 面图像，但不能显示缺陷的深度。（图4-5）
超声波检测技术PPT课件
Vm A
由上式可知：超声场中某一点的声压幅值Pm与角Pm 频率成c正A 比，也就与频率成正
比。由于超声波的频率很高，远大于声波的频率，故超声波的声压一般也远大于声波
的声压。
第16页/共95页
2）
介质中某一点的声压幅值Pm与该处质点振动速度幅值Vm之比，称为声阻抗，常 用Z表示。在同一声压下，声阻抗Z愈大，质点的振动速度就愈小。声阻抗表示超声 场中介质对质点振动的阻碍作用。 由式(6-4)得
（2） 板波的声速。板波的声速与其他波型不同，其相速度随频率变化而变 化。相速度随频率变化而变化的现象被称为频散。
第22页/共95页
2）
超声波的衰减指的是超声波在材料中传播时，声压或声能随距离的增大逐渐 减小的现象。引起衰减的原因主要有三个方面：一是声束的扩散；二是由于材料 中的晶粒或其他微小颗粒引起声波的散射；三是介质的吸收。
4）遇有界面时，将产生反射、折射和波型的转换。利用超声波在介质中传播时 这些物理现象，经过巧妙的设计，使超声检测工作的灵活性、精确度得以大幅度提 高。
第1页/共95页
3. 超声波的分类 超声波的分类方法很多，如图6.1所示。主要有：按介质质点的振动方向与波的 传播方向之间的关系分类，即按波型分类；按波振面的形状分类，即按波形分；按 振动的持续时间分类等。其中，按波型是研究超声波在介质中传播规律的重要理论 依据，将着重讨论。
第14页/共95页
6.1.2 超声场及介质的声参量简介
1) 声压 当介质中有超声波传播时，由于介质质点振动，使介质中压强交替变化。超
声场中某一点在某一瞬时所具有的压强P1与没有超声波存在时同一点的静态压强 P0之差称为该点的声压，用P表示,即
PP1P0 (P )a
(6-3)
由上式可知：超声场中某一点的声压幅值Pm与角Pm 频率成c正A 比，也就与频率成正
比。由于超声波的频率很高，远大于声波的频率，故超声波的声压一般也远大于声波
的声压。
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2）
介质中某一点的声压幅值Pm与该处质点振动速度幅值Vm之比，称为声阻抗，常 用Z表示。在同一声压下，声阻抗Z愈大，质点的振动速度就愈小。声阻抗表示超声 场中介质对质点振动的阻碍作用。 由式(6-4)得
（2） 板波的声速。板波的声速与其他波型不同，其相速度随频率变化而变 化。相速度随频率变化而变化的现象被称为频散。
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2）
超声波的衰减指的是超声波在材料中传播时，声压或声能随距离的增大逐渐 减小的现象。引起衰减的原因主要有三个方面：一是声束的扩散；二是由于材料 中的晶粒或其他微小颗粒引起声波的散射；三是介质的吸收。
4）遇有界面时，将产生反射、折射和波型的转换。利用超声波在介质中传播时 这些物理现象，经过巧妙的设计，使超声检测工作的灵活性、精确度得以大幅度提 高。
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3. 超声波的分类 超声波的分类方法很多，如图6.1所示。主要有：按介质质点的振动方向与波的 传播方向之间的关系分类，即按波型分类；按波振面的形状分类，即按波形分；按 振动的持续时间分类等。其中，按波型是研究超声波在介质中传播规律的重要理论 依据，将着重讨论。
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6.1.2 超声场及介质的声参量简介
1) 声压 当介质中有超声波传播时，由于介质质点振动，使介质中压强交替变化。超
声场中某一点在某一瞬时所具有的压强P1与没有超声波存在时同一点的静态压强 P0之差称为该点的声压，用P表示,即
PP1P0 (P )a
(6-3)
无损检测超声波ppt课件
• 这里强调指出：衰减系数α为频率f4和晶粒 尺寸d3的函数。
所以，对粗晶检测时，应适当降低超声波 频率，弥补能量的不足。
• 研究表明，声压p与超声波探伤仪示波屏上 的波高h成正比关系：
p1/p2 = h1/h2
(2-3)
• 实际探测时，超声波探伤仪示波屏上的波 高h能够反映声波的衰减状况。
2021精选ppt
7
2.1.3 超声波波型的分类
• 按质点的振动方向与声波的传播方向之间 的关系分为：
（1）纵波 L—— 介质质点的振动方向与波的 传播方向一致；
2021精选ppt
8
2.1 超声波检测技术基础
（2）横波 S—— 介质质点的振动方向与波 的传播方向垂直；
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2.1 超声波检测技术基础
2021精选ppt
1
• 按声耦和方式不同分为： 直接接触法、液浸法超声检测；
• 本章将重点介绍： 脉冲反射法原理、 直接接触法、 A型显示方式、 纵波法、横波法 超声检测技术。
2021精选ppt
2
2.1 超声波检测技术基础
2.1.1 超声波的物理本质 它是频率大于2万赫兹的机械振动在弹性
介质中的转播行为。 即超声频率的机械波。 一般地说，超声波频率越高，其能量越
（3）表面波 R——介质质点沿介质表面做椭 圆运动；又称瑞利波；
2021精选ppt
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2.1 超声波检测技术基础
（4）板波 ——板厚与波长相当的薄板中传 播的超声波，板的两表面介质质点沿介质 表面做椭圆运动，板中间也有超声波传播。 又称兰姆波；a)对称型 b)非对称型
2021精选ppt
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• 注意！ ① 液体和气体介质（不能传递切向力） 中，所以只能传播纵波！ ② 同一介质中，声速的关系有：
超声成像及超声显微镜概要课件
技术挑战与展望
克服超声成像的局限性，如穿透深度、分辨率和伪影等问题，是未来的研究方向。 开发高效、安全的超声治疗技术和设备，为临床提供更多治疗手段。
加强超声成像技术的普及和培训，提高医生对超声成像技术的认识和应用能力。
THANKS
感谢观看
无损检测在航空航天、汽车、电力、石油化工等领域具有广 泛应用，例如对飞机发动机叶片、汽车刹车片、压力容器等 关键部件进行检测，确保其安全性能。
材料研究
超声成像技术可以用于研究材料的微观结构和性能。通过 分析声波在材料中的传播速度、衰减系数等参数，可以推 断出材料的弹性模量、密度、孔隙率等物理性质，有助于 深入了解材料的内部结构和性能特点。
工业生产控制中，超声成像技术常用于铸造、焊接、热处理等工艺过程的质量检 测，以及生产线上的在线监测。这种技术的应用可以提高生产效率，降低废品率 ，提升产品质量。
05
超声成像技术的未来展望
Chapter
新技术发展
超声成像技术将朝着高分辨率、高灵敏度的方向发展， 以满足更精细的检测需求。
新型超声探头和信号处理算法的研发将进一步提高成像 质量，降低噪声干扰。
在材料科学研究中，超声成像技术常用于研究复合材料、 陶瓷、玻璃等非金属材料的内部结构，以及金属材料的晶 粒大小、相分布等微观特征。
工业生产控制
超声成像技术可以用于工业生产过程中的质量控制和监控。通过实时监测生产线 上材料的内部结构和质量，可以及时发现潜在的问题，控制产品质量，避免批量 生产中出现不合格品。
超声成像及超声显微镜概要课件
目录
• 超声成像技术概述 • 超声显微镜的工作原理 • 超声成像技术在医学领域的应用 • 超声成像技术在工业领域的应用 • 超声成像技术的未来展望
超声波检测ppt课件
1全方位2低能量14发射探头接收探头直通波直通波上端点下端点底面反射波底面反射波埋藏缺陷的检测原理15扫查面开口缺陷的检测原理发射探头接收探头缺陷下尖端底面反射波底面反射波直通波中断无直通波16底面开口缺陷的检测原理发射探头接收探头直通波直通波缺陷上尖端底面反射波中断无底面反17层间缺陷的检测原理发射探头接收探头直通波直通波底面反射波底面反射波反射波反射信号18tofd扫查方式平行扫查非平行扫查偏置平行扫查发射探头接收探头探头架移动方向焊缝发射探头接收探头探头架移动方向焊缝发射探头接收探头探头架移动方向焊缝191表面开口裂纹224密集气孔235横向裂纹246根部未焊满257层间未熔合268根部未熔合tofdtechniquelackusiondefect279根部凹陷tofdtechniquerootconcavitydefect2810根部过厚tofdtechniqueoverpenetrationdefect29穿透法通常采用两个探头分别放置在试件两侧一个将脉冲波发射到试件中另一个接收穿透试件后的脉冲信号依据脉冲波穿透试件后幅值的变化来判断内部缺陷的情况
19
1、表面开口裂纹
1 2
1
2未焊透
1 2
3 4
1
2 13
42
完整版PPT课件
21
3、V形坡口根部未焊透
1
2 3
1
2 3
根部未焊透
完整版PPT课件
22
4、密集气孔
1
2
1
2
3
完整版PPT课件
23
5、横向裂纹
1 1
22
1
3
2
3
4
3
完整版PPT课件
24
6、根部未焊满
• 按选用超声波波型不同分为：纵波法、横波法、 表面波法超声检测；
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1、表面开口裂纹
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1
2未焊透
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3、V形坡口根部未焊透
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根部未焊透
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4、密集气孔
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5、横向裂纹
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6、根部未焊满
• 按选用超声波波型不同分为：纵波法、横波法、 表面波法超声检测；
超声波检查PPT课件
介入性超声技术
随着介入性超声技术的不断发展，超声引 导下的穿刺活检、引流、注药等操作越来 越广泛应用于临床。
未来超声波检查的展望
人工智能与机器学习在超声诊断中的应用
01
随着人工智能和机器学习技术的发展，未来超声波检查有望实
现自动化诊断，提高诊断准确性和效率。
远程超声诊断与会诊
02
通过远程超声诊断与会诊系统，可以将优质医疗资源下沉到基
03 常见疾病的超声波检查
腹部疾病的超声波检查
肝囊肿
超声波检查可以清晰地显示肝 脏内的囊肿，了解囊肿的大小
、位置和数量。
胆结石
超声波检查是诊断胆结石的首 选方法，可以发现结石的大小 、数量和位置，以及胆囊壁的 炎症情况。
胰腺炎
超声波检查可以观察胰腺的形 态和回声，了解胰腺炎的严重 程度和胰腺的坏死情况。
超声波检查的应用范围
妇科
子宫、卵巢等妇科器官的检查， 用于诊断妇科疾病。
心血管
心脏、血管形态及功能的检查， 用于诊断心血管疾病
胎儿及胎盘的检查，监测胎儿 生长发育。
小器官
甲状腺、乳腺、睾丸等小器官 的检查，用于诊断相关疾病。
02 超声波检查设备与技术
药物影响
某些药物可能会影响超声波检查结 果，如利尿剂、降糖药等，患者应 在检查前告知医生用药情况。
超声波检查中的配合
保持静止
在检查过程中，患者应保持静止 状态，不要随意移动或改变体位，
以免影响检查结果。
配合呼吸
对于需要配合呼吸的检查，患者 应按照医生的要求进行深呼吸或 屏气，以便于医生更好地观察和
超声波检查设备
01
02
03
超声波探头
超声波探头是用于收集和 发送超声波的设备，通常 由压电晶体或陶瓷材料制 成。
随着介入性超声技术的不断发展，超声引 导下的穿刺活检、引流、注药等操作越来 越广泛应用于临床。
未来超声波检查的展望
人工智能与机器学习在超声诊断中的应用
01
随着人工智能和机器学习技术的发展，未来超声波检查有望实
现自动化诊断，提高诊断准确性和效率。
远程超声诊断与会诊
02
通过远程超声诊断与会诊系统，可以将优质医疗资源下沉到基
03 常见疾病的超声波检查
腹部疾病的超声波检查
肝囊肿
超声波检查可以清晰地显示肝 脏内的囊肿，了解囊肿的大小
、位置和数量。
胆结石
超声波检查是诊断胆结石的首 选方法，可以发现结石的大小 、数量和位置，以及胆囊壁的 炎症情况。
胰腺炎
超声波检查可以观察胰腺的形 态和回声，了解胰腺炎的严重 程度和胰腺的坏死情况。
超声波检查的应用范围
妇科
子宫、卵巢等妇科器官的检查， 用于诊断妇科疾病。
心血管
心脏、血管形态及功能的检查， 用于诊断心血管疾病
胎儿及胎盘的检查，监测胎儿 生长发育。
小器官
甲状腺、乳腺、睾丸等小器官 的检查，用于诊断相关疾病。
02 超声波检查设备与技术
药物影响
某些药物可能会影响超声波检查结 果，如利尿剂、降糖药等，患者应 在检查前告知医生用药情况。
超声波检查中的配合
保持静止
在检查过程中，患者应保持静止 状态，不要随意移动或改变体位，
以免影响检查结果。
配合呼吸
对于需要配合呼吸的检查，患者 应按照医生的要求进行深呼吸或 屏气，以便于医生更好地观察和
超声波检查设备
01
02
03
超声波探头
超声波探头是用于收集和 发送超声波的设备，通常 由压电晶体或陶瓷材料制 成。
超声波检测概述 ppt课件
1
超声波检测概述
超声波检测是应用最广泛的无损检测方法之一。
超声波检测是利用进入被检材料的超声波对材料表
面或内部缺陷进行检测。利用超声波进行材料厚度
的测量也是常规超声波检测的一个重要方面。此外， 作为超声波检测技术的特殊应用，超声波还可用于 材料内部组织和特性的表征以及应力的测量；超声 波还可以用来测量介质流量，流速等。
PPT课件 13
• 2.3、超声波检测原理 超声波检测主要是基于超声波在工件中的传播特性， 如在遇到声阻抗不同的两种介质的界面时会发生反射， 声波通过材料时能量会损失等，以脉冲反射法为例， 其原理如下： 1）超声波探伤仪（声源）产生高频电磁振荡信号 （脉冲波）； 2）高频电磁振荡信号加到超声波探头上，产生超声 波； 3）采用一定的方式，如耦合，使超声波进入工件； 4）超声波在工件中传播，遇到声阻抗有差异的界面 或缺陷时部分声波被反射，反射回来的超声波被超声 波探头接收；
PPT课件
25
• 2.5 超声波检测的优点和局限性 与其它无损检测方法相比的优点： 1）适用于金属、非金属和复合材料等多种制件 的无损检测； 2）穿透能力强，可对较大厚度范围内的工件内 部缺陷进行检测； 3）缺陷定位较准确； 4）对面积型缺陷的检出率较高； 5）灵敏度高，可检测工件内部很小的缺陷； 6）检测成本低、速度快，设备轻便，对人体及 环境无害，现场使用方便等
y=Acos(Pt+φ) 其中：A：振幅，最大水平位移 P：策动力的圆频率T φ：初相位
PPT课件 35
• §1－2波动 振动的传播过程，成为波动。 波动分为机械波和电磁波两大类。 机械波是机械振动在弹性介质中的传播过程。如 水波、声波、超声波等。 电磁波是交变电磁场在空间的传播过程。如无线 电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线 等。 超声波是机械波，因此下面只讨论机械波。
《超声显微镜介绍》课件
超声显微镜的工作原理
原理
超声波在样品中传播时，与样 品中不同的组分处于不同的介 电常数状态，从而产生回波。
成像方式
探头
成像可分为A/B/C/D等多种方式， 常见为B模式成像，即二维图 像。
探头是超声显微镜的重要组成 部分，通过探头可以向样品中 发射和接收超声波。
超声显微镜的应用领域
1
材料研究
超声显微镜可用于材料缺陷检测、结构形貌分析和物理特性研究等领域。
接触式
适用于高精度测量，如生物 医学领域。
非接触式
适用于特殊材料的测量，如 铁氧体材料。
扫描式
适用于形貌和成像分辨率高 的材料测量，如纳米颗粒。
超声显微镜的维护和保养
日常维护
保持探头清洁、存储注意避免 摔落等。
清洁方法
校准
可使用丙酮、乙醇等有机溶剂， 也可使用超声波清洗机。
每半年进行一学
超声显微镜可用于活细胞的不同形态、机械性能和分子及胞器的成像研究等领域。
3
医学影像
超声显微镜可用于眼科、肿瘤学和产科等医学影像诊断领域。
超声显微镜的优势和局限
1 优势
2 局限
非损伤性，成像分辨率高，测量速度快。
只能测量物体表面和表层，对不同样品的 测量效果有差异。
超声显微镜的常见型号介绍
《超声显微镜介绍》PPT 课件
介绍超声显微镜的原理、应用、常见型号和维护方法。
什么是超声显微镜？
原理
超声显微镜利用声波在材料中的传播特性， 产生显微级别的图像。
构造
主要由探头、声学透镜、前端驱动电路、中 频放大器等部件组成。
类型
可分为接触式、非接触式和扫描式三种类型。
优势
成像分辨率高、不需要特殊样品制备、可以 测量不同样品的物理性质。
超声扫描图.ppt
Vacuum，medium Constructive Destructive In phase Out of phase Obstacle Node (波节) Antinode (波腹)
Nankai University, CY Li
2020/10/14
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Waves
Physics in English
The stress required to cause actual fracture of a material is called the breaking stress.
Nankai University, CY Li
2020/10/14
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Physics in English
Hooke’s law: restoring force of an ideal spring
F A
Y
L L0
Y : Young's modulus
F A
S
X L0
S :shear's modulus
P
B
V V0
B : Bulk
modulus
In general, the ratio of the force to the area is called the stress.
Nankai University, CY Li
Examples:
Sound waves in speech. Light waves. Food is cooked in a microwave oven, a kind of
electromagnetic waves. Water waves in sea. Earthquakes,
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14
Detection and Application of AMI (超声波微成像的主要用途)
Grain boundary structures, Textures 材料的晶格结构
Cracks 裂纹
Delamination, Adhesion, Artefact 分层缺陷、附着物以及其他夹杂物
Particles, inclusions, Precipitations 杂质颗粒、夹杂物、 沉淀物等
ULF <20 Hz
SOUND
Audible 20 Hz – 20 KHz
Ultrasound 20 KHz >
超声的应用：清洗, 焊接, 治疗, 成像和传感 超声波清洗和焊接：20KHz~40KHz 超声波成像：>5MHz
4
5
Ultrasound at Interfaces (界面处的超声波)
13
Advantage of Acoustic Micro Imaging (超声波微成像的优点)
超声波显微成像(AMI)利用高频率的超声波(一般在5MHz以上)探 测物体内的结构、缺陷、以及对材料做定性分析。
其优点如下： • Non Destructive (无损检测，非破坏性) • Sensitive inspection technique for bond evaluation (对粘结层面非常敏感) • Penetrates most materials (能穿透大多数的材料) • Subsurface structures (浅表层结构的分析) • Mechanical properties (材料力学性能的检测-非线性超声测试)
Z1 1
MZ a2terial 2
Material 1 Material 2 Plastic Air Ceramic Plastic Copper Plastic
R (%) -100 -82 -87
T (%) 0 18 13
T 2Z2 Z2 Z1
7
8
Frequency, Resolution and
Amplitude
Large Negative
Asymmetric Or 非对称
Polarity
18
Acoustic Micro Imaging (超声波微成像U)ltrasound is either Reflected or
Absorbed or Scattered or Blocked by flaws differently than by the surrounding material. (超声波会被
• When an ultrasound pulse impinges on an interface, part of the energy is reflected and part transmitted.
(在界面处的超声波，有些会被反射，有些会穿过该界面。)
• The relative strength of the transmitted (T) and reflected (R) ultrasound at an interface is governed by the acoustic impedance of the materials on each side of the interface.
超声波扫描显微镜 Scanning Acoustic Microscope
Sonoscan D9500
1
1. 超声波基础知识 2.超声波扫描微成像工作原理 3. 超声检测设备的参数和软件介绍 4. 超声波成像应用举例 5.超声波检测和X射线检测
2
3
Basics of Ultrasound (超声波基 础)
Penetration
Low Frequency
(频率、分辨率和穿透力) High Frequency
Greatolution
5 MHz
15 MHz
30 MHz
50 MHz
75 MHz
100 MHz
150 MHz
230 MHz
300 MHz
Sample Surface
Voids, Holes,bubbles, 空洞、空隙、气泡等
15
2、超声波扫描微成像工作原理
16
Determining Echo Polarity (确定回声正负极性)
CASE 1 Z2 > Z1 (由软---硬是正波)
R/I = (Z2 - Z1)
(Z2 + Z1)
Incident
Reflected
6
Ultrasound at Interfaces (界面处的 超声波)
Reflected wave (反射波)
Reflection Coefficient (R) (反射系数R)
Transmitted wave (穿透波)
Transmission Coefficient (T) (穿透系数T)
R Z2 Z1 Z2 Z1
Sample Back Surface
9
10
11
12
Classification (超声波功能仪器的分类)
声纳：
分辨率范围 m-cm
频率范围 20KHz-500KHz
医用 B超：
分辨率范围 cm-mm
频率范围 500KHz-1MHz
超声波显微镜：
分辨率范围 mm-μm-nm 频率范围 5MHz-2GHz
CASE 2 Z2 < Z1 (由硬----软是负波)
Z1
CASE 3 Z2 = Z1
(材质没有变化)
Z2 两种物质的声阻抗的差异决定反射波
(回声)的正负极性和幅值
17
Color Mapping (着色图)
Large Positive Positive
No Signal Negative
Symmetric Or 对称
(在界面处超声波反射和穿过的相对强度是由界面两边物质的声阻抗决定的。)
• Acoustic Impedance (Z) - the product of the density of the material and the velocity of ultrasound (Z =V).
(声阻抗是物质的密度和超声波在该物质中的传播速度的乘积。)
材料反射、散射、吸收或是阻挡。)
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Graphical Presentation of Working Principle
Detection and Application of AMI (超声波微成像的主要用途)
Grain boundary structures, Textures 材料的晶格结构
Cracks 裂纹
Delamination, Adhesion, Artefact 分层缺陷、附着物以及其他夹杂物
Particles, inclusions, Precipitations 杂质颗粒、夹杂物、 沉淀物等
ULF <20 Hz
SOUND
Audible 20 Hz – 20 KHz
Ultrasound 20 KHz >
超声的应用：清洗, 焊接, 治疗, 成像和传感 超声波清洗和焊接：20KHz~40KHz 超声波成像：>5MHz
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5
Ultrasound at Interfaces (界面处的超声波)
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Advantage of Acoustic Micro Imaging (超声波微成像的优点)
超声波显微成像(AMI)利用高频率的超声波(一般在5MHz以上)探 测物体内的结构、缺陷、以及对材料做定性分析。
其优点如下： • Non Destructive (无损检测，非破坏性) • Sensitive inspection technique for bond evaluation (对粘结层面非常敏感) • Penetrates most materials (能穿透大多数的材料) • Subsurface structures (浅表层结构的分析) • Mechanical properties (材料力学性能的检测-非线性超声测试)
Z1 1
MZ a2terial 2
Material 1 Material 2 Plastic Air Ceramic Plastic Copper Plastic
R (%) -100 -82 -87
T (%) 0 18 13
T 2Z2 Z2 Z1
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Frequency, Resolution and
Amplitude
Large Negative
Asymmetric Or 非对称
Polarity
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Acoustic Micro Imaging (超声波微成像U)ltrasound is either Reflected or
Absorbed or Scattered or Blocked by flaws differently than by the surrounding material. (超声波会被
• When an ultrasound pulse impinges on an interface, part of the energy is reflected and part transmitted.
(在界面处的超声波，有些会被反射，有些会穿过该界面。)
• The relative strength of the transmitted (T) and reflected (R) ultrasound at an interface is governed by the acoustic impedance of the materials on each side of the interface.
超声波扫描显微镜 Scanning Acoustic Microscope
Sonoscan D9500
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1. 超声波基础知识 2.超声波扫描微成像工作原理 3. 超声检测设备的参数和软件介绍 4. 超声波成像应用举例 5.超声波检测和X射线检测
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Basics of Ultrasound (超声波基 础)
Penetration
Low Frequency
(频率、分辨率和穿透力) High Frequency
Greatolution
5 MHz
15 MHz
30 MHz
50 MHz
75 MHz
100 MHz
150 MHz
230 MHz
300 MHz
Sample Surface
Voids, Holes,bubbles, 空洞、空隙、气泡等
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2、超声波扫描微成像工作原理
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Determining Echo Polarity (确定回声正负极性)
CASE 1 Z2 > Z1 (由软---硬是正波)
R/I = (Z2 - Z1)
(Z2 + Z1)
Incident
Reflected
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Ultrasound at Interfaces (界面处的 超声波)
Reflected wave (反射波)
Reflection Coefficient (R) (反射系数R)
Transmitted wave (穿透波)
Transmission Coefficient (T) (穿透系数T)
R Z2 Z1 Z2 Z1
Sample Back Surface
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Classification (超声波功能仪器的分类)
声纳：
分辨率范围 m-cm
频率范围 20KHz-500KHz
医用 B超：
分辨率范围 cm-mm
频率范围 500KHz-1MHz
超声波显微镜：
分辨率范围 mm-μm-nm 频率范围 5MHz-2GHz
CASE 2 Z2 < Z1 (由硬----软是负波)
Z1
CASE 3 Z2 = Z1
(材质没有变化)
Z2 两种物质的声阻抗的差异决定反射波
(回声)的正负极性和幅值
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Color Mapping (着色图)
Large Positive Positive
No Signal Negative
Symmetric Or 对称
(在界面处超声波反射和穿过的相对强度是由界面两边物质的声阻抗决定的。)
• Acoustic Impedance (Z) - the product of the density of the material and the velocity of ultrasound (Z =V).
(声阻抗是物质的密度和超声波在该物质中的传播速度的乘积。)
材料反射、散射、吸收或是阻挡。)
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Graphical Presentation of Working Principle