无损检测-水浸超声波C扫描成像

       在工业无损检测领域（NDT），人们常常借助被检测材料的力、热、声、光、电的物理特性、通过特定的方式使这些物理特性作用于被检测对象。当材料内部组织结构异常时（存在缺陷）会引起声、光、力、热、电的物理量的变化。由此来推断材料组织内部结构异常等缺陷。今天给大家介绍一下关于水浸超声C扫描成像技术。

       超声波扫描显微镜简称SAM（scanning acoustic microscope)，又称SAT（Scanning Acoustic tomography）。它是一种利用高频超声波为传播媒，通过回波定位成像技术，对工件内部层析成像的检测设备。超声波扫描显微镜的主要扫描模式为C-Scan模式，所以也称为超声C扫描检测系统。与X-ray射线成像设备类似，它们都可以对工件内部结构进行成像，检测材料内部缺陷。常用于工业无损检测（NDT）、失效分析（FA）、可靠性分析（RA）、质量检测（QC）以及研发等多个领域。

Hiwave-超声扫描显微镜S600

Hiwave超声C扫描图

Hiwave超声T扫描图

       超声波扫描成像技术

       在了解超声波扫描成像技术之前我们需要先了解一下什么是声波？其实超声波与我们可以听到声波本质无异；如音乐，说话声、打雷声、都属于声波，这些我们可以听到的声波频率较低,范围在0HZ-20000HZ之间，率较高的声波20000HZ以上的定义为超声波，也是普通人耳耳膜可辨别声波频率极限，所以超声波人们是听不见的。既然都是声波，它们之间都有什么共同点呢？其实从生活中我们也能发现一些关于声波的特性，例如：我们在山谷中对着远方山崖喊话，几秒之后我们可以听到自己的回声，如果你物理学的好，提前知道声波在空气中的传播速度是340米，假如过了4秒后我们听到了回声，此刻聪明的我们就可以估算出自己距离前面山崖的距离约为680米，这就是声波的回波定位现象。除此之外，蝙蝠黑夜觅食、汽车上的超声波倒车雷达，医院中的“B超”检测成像，渔船上的声纳探测，其本质上都是利用了声波触及物体后的反射现象，回波定位这一原理。

       好了言归正题，我们知道了声波的回波定位特性，我们再来讲一下水浸超声扫描显微镜C扫描成像技术，相较为低频声波，高频超声波具备更好的方向性线性，和回波灵敏度，单位时间内高频超声波触到不同介质材料后接收到的反射波信号也越多，可反映出的材料的内部信息也更多。将这些反射信号波进处理和合适的傅立叶变换，便可以得到一张材料内部超声回波图像，若想要对材料内部更清晰精准的扫描成像，就必须用更高的超声波频率。

       超声波换能器是决定超声波频率的关键器件，目前水浸超声C扫描成像技术，所使用的超声换能器频率范围约在10MHZ-2000MHZ，在整个超声检测领域成像精度也是范围最高的，最高检测精度也可达到1um以下。但高频超声换能器也有缺点，就是穿透力差，可检测的工件厚度越小。目前；100MHZ及以下的频率的超声换能器，可以检测市面上约75%的厚度为1mm-1000mm之间，最高缺陷精度在十多微米的缺陷。

       Hiwave作为国内水浸超声扫描显微镜设备研发厂家，对水浸超声波C扫描成像系统有着多年的研发与实践经验，探索了多个行业领域的水浸超声C扫描检测应用。型号Hiwave-S600设备具备功能如下：

       设备兼容1-230MHZ超声换能器，设备满足新能源、IGBT功率模块、半导体、电子元器件、水冷板、金刚石复合材料、锂电池、陶瓷基板等工件内部缺陷检测，涵盖多种扫描模式 ：

       （1） A扫描：查看超声反射或透射波形；

       （2） B扫描：纵向扫描成像

       （3） C扫描：对焦深度上沿X-Y平面扫描并成像；

       （4） T扫描：安装透射探杆，执行穿透扫描；

       （5） 区域扫描：可自定义检测区域，并对检测区域进行扫描；

       （6） 断层扫描：在指定的多种深度自动多次执行C扫描并成像；

       （7） 批量扫描：对放置于水槽中的一种或多种工件进行自动检测。

       缺陷检测能：焊接缺陷、粘接缺陷、封装分层、粘片空洞等区域和良好区域。

       可对缺陷尺寸和面积进行自动统计和计算。也可根据客户的要求，提供有偿定制开发服务。

       厚度检测：金刚石圆片等工件的金刚石层厚度检测。

       密度检测：粉末冶金原材料密度分布检测。

       断层检测：对被测工件不同深度位置独立对焦和扫描，形成多层断层图像，展现立体缺陷。

       声速检测：声音在被测材质中的飞行速度检测，对生成的C扫图片可以进行各种编辑，包括加框（确认有效分析区域），测距，修改阈值，图片剪裁，弧面补偿等。