Ⅰ 什麼是超聲掃描顯微鏡
超聲掃描顯微鏡 全球最新一代的超聲測試設備,可在生產線中用手工掃描方法來檢測器件的缺陷等。該設備可利用不同材料對超聲波聲阻抗不同,對聲波的吸收和反射程度不同,來探測半導體、元器件的結構、缺陷、對材料做定性分析。先進的聲學顯微成像( AMI )的技術是諸多行業領域在各類樣品中檢查和尋找瑕疵的重要手段。在檢查材料本身或粘結層之間必須保持完整的樣品時,這項技術的優勢尤為突出。超高頻超聲檢查可以比其他任何方法都更有效地檢測出脫層,裂縫,空洞和孔隙。
Ⅱ 超聲顯微鏡的工作原理
入射到物體上的聲波要發生反射、折射、衍射和吸收等聲學現象,經歷這些現象的聲波因與物體發生相互作用而含有物體的信息,利用聲波的某些物理效應把含有新信息的聲波顯示出來就實現了聲成像。至於顯微分辨本領則與波長相當。物質中聲速約比光速小5個數量級,當聲波的頻率為3×109時,在水中的波長就達0.5μm,這時聲鏡的分辨本領已和光鏡相近,經放大肉眼便可直觀。現就透射式SAM進一步說明(見圖)。高頻電信號激發壓電換能器發射高頻超聲,經聲透鏡聚焦成一細小聲束,穿過放在焦平面上的被測樣品,載物片是幾微米厚的聚酯樹脂薄膜,聲耦合媒質是水,當聲波到達對面共焦的聲透鏡,含有樣品信息的聲波經壓電換能器接收又變成電信號,經接收電路送到示波器,機械掃描裝置使載物台作二維掃描運動,使得聚焦聲束在樣品上作逐點逐行地照射,當機掃與示波管的電子束運動同步,屏幕上出現一幅對應於物體的被照射部位的聲像,這幅聲像是由許多像元組成。由於掃描頻率的限制,一幅聲像需幾秒才能完成。
Ⅲ 什麼是超聲波
超聲波
超聲波是指頻率為20千赫~50兆赫左右的電磁波,它是一種機械波,需要能量載體—介質—來進行傳播。超聲波在傳遞過程中存在著的正負壓強交變周期,在正相位時,對介質分子產生擠壓,增加介質原來的密度;負相位時,介質分子稀疏、離散,介質密度減小。也就是說,超聲波並不能使樣品內的分子產生極化,而是在溶劑和樣品之間產生聲波空化作用,導致溶液內氣泡的形成、增長和爆破壓縮,從而使固體樣品分散,增大樣品與萃取溶劑之間的接觸面積,提高目標物從固相轉移到液相的傳質速率。在工業應用方面,利用超聲波進行清洗、乾燥、殺菌、霧化及無損檢測等,是一種非常成熟且有廣泛應用的技術。
我們知道,當物體振動時會發出聲音。科學家們將每秒鍾振動的次數稱為聲音的頻率,它的單位是赫茲。我們人類耳朵能聽到的聲波頻率為16~20,000赫茲。因此,當物體的振動超過一定的頻率,即高於人耳聽閾上限時,人們便聽不出來了,這樣的聲波稱為「超聲波」。通常用於醫學診斷的超聲波頻率為1~5兆赫。
雖然說人類聽不出超聲波,但不少動物卻有此本領。它們可以利用超聲波「導航」、追捕食物,或避開危險物。大家可能看到過夏天的夜晚有許多蝙蝠在庭院里來回飛翔,它們為什麼在沒有光亮的情況下飛翔而不會迷失方向呢?原因就是蝙蝠能發出2~10萬赫茲的超聲波,這好比是一座活動的「雷達站」。蝙蝠正是利用這種「雷達」判斷飛行前方是昆蟲,或是障礙物的。
我們人類直到第一次世界大戰才學會利用超聲波,這就是利用「聲納」的原理來探測水中目標及其狀態,如潛艇的位置等。此時人們向水中發出一系列不同頻率的超聲波,然後記錄與處理反射回聲,從回聲的特徵我們便可以估計出探測物的距離、形態及其動態改變。醫學上最早利用超聲波是在1942年,奧地利醫生杜西克首次用超聲技術掃描腦部結構;以後到了60年代醫生們開始將超聲波應用於腹部器官的探測。如今超聲波掃描技術已成為現代醫學診斷不可缺少的工具。
醫學超聲波檢查的工作原理與聲納有一定的相似性,即將超聲波發射到人體內,當它在體內遇到界面時會發生反射及折射,並且在人體組織中可能被吸收而衰減。因為人體各種組織的形態與結構是不相同的,因此其反射與折射以及吸收超聲波的程度也就不同,醫生們正是通過儀器所反映出的波型、曲線,或影象的特徵來辨別它們。此外再結合解剖學知識、正常與病理的改變,便可診斷所檢查的器官是否有病。
目前,醫生們應用的超聲診斷方法有不同的形式,可分為A型、B型、M型及D型四大類。
A型:是以波形來顯示組織特徵的方法,主要用於測量器官的徑線,以判定其大小。可用來鑒別病變組織的一些物理特性,如實質性、液體或是氣體是否存在等。
B型:用平面圖形的形式來顯示被探查組織的具體情況。檢查時,首先將人體界面的反射信號轉變為強弱不同的光點,這些光點可通過熒光屏顯現出來,這種方法直觀性好,重復性強,可供前後對比,所以廣泛用於婦產科、泌尿、消化及心血管等系統疾病的診斷。
M型:是用於觀察活動界面時間變化的一種方法。最適用於檢查心臟的活動情況,其曲線的動態改變稱為超聲心動圖,可以用來觀察心臟各層結構的位置、活動狀態、結構的狀況等,多用於輔助心臟及大血管疫病的診斷。
D型:是專門用來檢測血液流動和器官活動的一種超聲診斷方法,又稱為多普勒超聲診斷法。可確定血管是否通暢、管腔有否狹窄、閉塞以及病變部位。新一代的D型超聲波還能定量地測定管腔內血液的流量。近幾年來科學家又發展了彩色編碼多普勒系統,可在超聲心動圖解剖標志的指示下,以不同顏色顯示血流的方向,色澤的深淺代表血流的流速。現在還有立體超聲顯象、超聲CT、超聲內窺鏡等超聲技術不斷涌現出來,並且還可以與其他檢查儀器結合使用,使疾病的診斷准確率大大提高。超聲波技術正在醫學界發揮著巨大的作用,隨著科學的進步,它將更加完善,將更好地造福於人類。
頻率高於20000 Hz(赫茲)的聲波。研究超聲波的產生、傳播 、接收,以及各種超聲效應和應用的聲學分支叫超聲學。產生超聲波的裝置有機械型超聲發生器(例如氣哨、汽笛和液哨等)、利用電磁感應和電磁作用原理製成的電動超聲發生器、以及利用壓電晶體的電致伸縮效應和鐵磁物質的磁致伸縮效應製成的電聲換能器等。
超聲效應 當超聲波在介質中傳播時,由於超聲波與介質的相互作用,使介質發生物理的和化學的變化,從而產生 一系列力學的、熱的、電磁的和化學的超聲效應,包括以下4種效應:
①機械效應。超聲波的機械作用可促成液體的乳化、凝膠的液化和固體的分散。當超聲波流體介質中形成駐波時 ,懸浮在流體中的微小顆粒因受機械力的作用而凝聚在波節處,在空間形成周期性的堆積。超聲波在壓電材料和磁致伸縮材料中傳播時,由於超聲波的機械作用而引起的感生電極化和感生磁化(見電介質物理學和磁致伸縮)。
②空化作用。超聲波作用於液體時可產生大量小氣泡 。一個原因是液體內局部出現拉應力而形成負壓,壓強的降低使原來溶於液體的氣體過飽和,而從液體逸出,成為小氣泡。另一原因是強大的拉應力把液體「撕開」成一空洞,稱為空化。空洞內為液體蒸氣或溶於液體的另一種氣體,甚至可能是真空。因空化作用形成的小氣泡會隨周圍介質的振動而不斷運動、長大或突然破滅。破滅時周圍液體突然沖入氣泡而產生高溫、高壓,同時產生激波。與空化作用相伴隨的內摩擦可形成電荷,並在氣泡內因放電而產生發光現象。在液體中進行超聲處理的技術大多與空化作用有關。
③熱效應。由於超聲波頻率高,能量大,被介質吸收時能產生顯著的熱效應。
④化學效應。超聲波的作用可促使發生或加速某些化學反應。例如純的蒸餾水經超聲處理後產生過氧化氫;溶有氮氣的水經超聲處理後產生亞硝酸;染料的水溶液經超聲處理後會變色或退色。這些現象的發生總與空化作用相伴隨。超聲波還可加速許多化學物質的水解、分解和聚合過程。超聲波對光化學和電化學過程也有明顯影響。各種氨基酸和其他有機物質的水溶液經超聲處理後,特徵吸收光譜帶消失而呈均勻的一般吸收,這表明空化作用使分子結構發生了改變 。
超聲應用 超聲效應已廣泛用於實際,主要有如下幾方面:
①超聲檢驗。超聲波的波長比一般聲波要短,具有較好的方向性,而且能透過不透明物質,這一特性已被廣泛用於超聲波探傷、測厚、測距、遙控和超聲成像技術。超聲成像是利用超聲波呈現不透明物內部形象的技術 。把從換能器發出的超聲波經聲透鏡聚焦在不透明試樣上,從試樣透出的超聲波攜帶了被照部位的信息(如對聲波的反射、吸收和散射的能力),經聲透鏡匯聚在壓電接收器上,所得電信號輸入放大器,利用掃描系統可把不透明試樣的形象顯示在熒光屏上。上述裝置稱為超聲顯微鏡。超聲成像技術已在醫療檢查方面獲得普遍應用,在微電子器件製造業中用來對大規模集成電路進行檢查,在材料科學中用來顯示合金中不同組分的區域和晶粒間界等。聲全息術是利用超聲波的干涉原理記錄和重現不透明物的立體圖像的聲成像技術,其原理與光波的全息術基本相同,只是記錄手段不同而已(見全息術)。用同一超聲信號源激勵兩個放置在液體中的換能器,它們分別發射兩束相乾的超聲波:一束透過被研究的物體後成為物波,另一束作為參考波。物波和參考波在液面上相干疊加形成聲全息圖,用激光束照射聲全息圖,利用激光在聲全息圖上反射時產生的衍射效應而獲得物的重現像,通常用攝像機和電視機作實時觀察。
②超聲處理。利用超聲的機械作用、空化作用、熱效應和化學效應,可進行超聲焊接、鑽孔、固體的粉碎、乳化 、脫氣、除塵、去鍋垢、清洗、滅菌、促進化學反應和進行生物學研究等,在工礦業、農業、醫療等各個部門獲得了廣泛應用。
③基礎研究。超聲波作用於介質後,在介質中產生聲弛豫過程,聲弛豫過程伴隨著能量在分子各自電度間的輸運過程,並在宏觀上表現出對聲波的吸收(見聲波)。通過物質對超聲的吸收規律可探索物質的特性和結構,這方面的研究構成了分子聲學這一聲學分支。普通聲波的波長遠大於固體中的原子間距,在此條件下固體可當作連續介質 。但對頻率在1012赫以上的 特超聲波 ,波長可與固體中的原子間距相比擬,此時必須把固體當作是具有空間周期性的點陣結構。點陣振動的能量是量子化的 ,稱為聲子(見固體物理學)。特超聲對固體的作用可歸結為特超聲與熱聲子、電子、光子和各種准粒子的相互作用。對固體中特超聲的產生、檢測和傳播規律的研究,以及量子液體——液態氦中聲現象的研究構成了近代聲學的新領域——
量子聲學。
Ⅳ 超聲波顯微鏡是用什麼來進行觀察的
超聲波顯微鏡,全稱應該是:超聲波掃描顯微鏡,英文Scanning Acoustic Microscope,簡稱C-SAM,是一種在半導體業界、材料研究領域,廣泛使用的一種高分辨無損檢測設備。
顧名思義,超聲顯微鏡,當然就是以超聲波為主要的探測手段,超聲探頭頻率從5M~1000M不等,應對不同材料、不同解析度、不同的穿透特性來決定!它的主要原理是:探頭發出一定頻率的超聲波,射到被測物體上,在物體的內部形成反射,接收探頭接收的到超聲波。當掃描機構作循環往復,接收探頭就會接收到整個物體的信號,再通過工控機形成圖像!
世界上最著名的超聲顯微鏡企業是德國的KSI公司,它的V系列,如V400、V300等,堪稱業界的經典和傳奇;其次是美國的Sonoscan,它的Fastline系列,非常有創新力,能實現多工位掃描;德國還有一家叫PVATEPLA,半導體業界比較出名,它對晶圓、晶錠等測量有獨到的技術,特別是它在MEMS、晶圓鍵合等領域的應用。還有一家是Sonix,它也是很多美國企業採用的。
國內有一家知名網站,CSAM世界網,可以看下。
Ⅳ 超聲顯微鏡的介紹
超聲顯微鏡,ultrasonic microscope,利用樣品聲學性能的差別,用聲成像的方法來生成高反差、高放大倍率的超聲像的裝置。有吸收式超聲顯微鏡、激光掃描法超聲顯微鏡和布拉格衍射成像法超聲顯微鏡等。用於顯示介質材料內部的微小結構。能觀察材料內部與聲學性質差別有關的結構,這是用普通光學顯微鏡和電子顯微鏡所不能觀察到的。超聲顯微鏡利用物體聲學特性的差異來顯示物體。聲學特性指的是聲阻抗率和聲衰減,它們與物質的彈性和粘彈性有關。聲鏡給出的是物體的聲學像或彈性像。聲鏡還具有一些引人注目的特點,如被測物體不需透光;對於生物組織切片或樣品無需染色,觀察及時;對於大規模集成電路,毋需損壞樣品表面即可直接進行內層觀察。聲鏡與光鏡和電鏡相互補充,為增進對物質性質的了解提供一種新工具。
Ⅵ 什麼是超聲波雷達
超聲波雷達也稱超聲波感測器,它是利用超聲波特性研製而成,是在超聲波頻率范圍內將交變的電信號轉換成聲信號或將外界聲場中的聲信號轉換為電信號的能量轉換器件。
Ⅶ 介紹一下超聲波顯微鏡
超聲波掃描顯微鏡的特點在於能夠精確的反映出聲波和微小樣品的彈性介質之間的相互作用,並對從樣品內部反饋回來的信號進行分析!圖象上(C-Scan)的每一個象素對應著從樣品內某一特定深度的一個二維空間坐標點上的信號反饋,具有良好聚焦功能的Z.A感測器同時能夠發射和接收聲波信號。一副完整的圖象就是這樣逐點逐行對樣品掃描而成的。反射回來的超聲波被附加了一個正的或負的振幅,這樣就可以用信號傳輸的時間反映樣品的深度。用戶屏幕上的數字波形展示出接收到的反饋信息(A-Scan)。設置相應的門電路,用這種定量的時間差測量(反饋時間顯示),就可以選擇您所要觀察的樣品深度。
如果放置多個門電路(KSI G-Scan),我們就可以在監控屏幕得到樣品內部不同深度的多幅圖象。在聲波頻率高達2GHz(2000MHz)時,儀器最高可以達到0.1微米的解析度。根據需要可以選擇多個感測器,這樣得到不同頻率的聲波信號和鏡頭。對每一個掃描點反饋回來的信號進行振幅及其正負和傳輸時間的分析,並用顏色簡單的表示出相位的反轉情況。採用無數的掃描單元用以自動圖象分析,我們的聲掃描顯微鏡可以工作在從100MHz(低頻)到2000 MHz(高頻)的聲波頻率中。
Ⅷ 超聲顯微鏡與光學顯微鏡共同點與不同點
為解決生產生活中的實際問題,超聲波掃描顯微鏡應運而生,它可為許多成像提供專業的解決方案,超聲波掃描顯微鏡與普通的光學顯微鏡有著極大的差異,從工作原理上來說,它帶有聚焦功能的高頻超聲波換能器,業內也將超聲波掃描顯微鏡的工作方式稱為逐點掃描,是對於材料內部的檢測,它的成像圖像是內部結構圖像,納米級的解析度要完勝周邊產品,下面小編就詳細的為您介紹一下超聲波掃描顯微鏡與普通的光學顯微鏡的差距。
一、首先超聲波掃描顯微鏡並非與光學掃描顯微鏡截然不同,它們之間的相同點是「顯示被測樣品的顯微圖像」,而後者是表面的顯微圖像,前者是內部顯微圖像;在一些特殊行業特殊領域中,正是需要超聲波掃描顯微鏡的內部成像,從作用原理上光學鏡為可見光,而超聲波掃描顯微鏡自然是超聲波。
二、此外,從像素角度來說它們兩個也有這根本性的差距,超聲波顯微鏡是通過像素pixel進行體現,然而光學鏡卻以CCD攝像頭為主,也正因為結構上的差異,所以超聲波掃描顯微鏡的價格是普通工顯鏡的數倍,不僅如此,它們的應用領域也有著極大的差距,超聲波掃描顯微鏡幾乎囊括了光學顯微鏡的所有領域,而且它尤其在材料半導體行業應用更廣。
三、科技含量不同,作為「門外漢」難了解掃描顯微鏡中種類的差距,但是專業的超聲波掃描顯微鏡研發人員介紹,勿從概念性上對兩種顯微鏡進行區分,可以簡而言之的說超聲波掃描顯微鏡的科技含量更高,它對於生產的要求等級更高。
雖然超聲波掃描顯微鏡與普通的光學顯微鏡有著諸多的不同點,但是它們也各司其職,並無優劣之分,在不同領域只需要根據使用情況酌情選擇即可,由於超聲波掃描顯微鏡在線下較為少見,因此許多企業對於該種顯微鏡理解上具有局限性,所以要增加對超聲波掃描顯微鏡的詳情了解。
Ⅸ 什麼是砼抽芯檢測,什麼是超聲波檢測
不知道樓主是哪個行業,推薦你三本規范看看交通部:《公路工程基樁動測技術規程》(JTG/TF81-01-2004)這個規程里沒有涉及鑽芯取樣檢測,建設部:《建築基樁檢測技術規范》(JGJ 106-2003),鐵道部:《鐵路工程基樁檢測技術規程》(TB 10218-2008)
我簡單給你回答一下你的問題:
1:樁身完整性概念:反映樁身截面尺寸相對變化、樁身材料密實性和連續性的綜合定性指標;
2:抽芯檢測也叫鑽芯檢測,是指在混凝土灌注樁上使用專用鑽機鑽芯,提取芯樣,根據芯樣的狀況,分析評價樁身完整性;
3:超聲波檢測:也叫聲波透射法檢測,是在樁身預埋的聲測管之間發射並接收聲波,根據聲波在樁身傳播的時間、波幅、頻率等聲學參數的相對變化,反映樁身完整性;
4:完整性檢測常用的方法:低應變發射波法、超聲波聲波透射法、鑽芯法等;
5:豎向承載力:是一種檢測樁身承載力的方法,這個做起來比較復雜,簡單說,就是用一個反力裝置通過千斤頂對樁頭施加的壓力,測試樁身受到得壓力與沉降、時間等的關系