超声波成像

将声波直接转换成光学信号超材料使超声波检测图像更清晰2013年03月17日 来源： 中国科技网 作者： 刘海英 中国科技网 伦敦3月15日电（记者刘海英）超声波诊断已在医学临床上普遍应用，众所周知的B超就是其中应用最广泛和简便的一种。但受声波频段所限，目前超声波检测所得图像的清晰度还不尽如人意，会一定程度上影响诊断效果。最近，英国伦敦国王学院研究人员开发出一种新型工程材料，可有效提高超声波检测图像的清晰度，有望改进超声波技术在医疗领域的使用状况。 这种新型工程材料属于“超材料”范畴，由镶嵌在一种称为“聚吡咯”（PPy）的聚合物中的金纳米棒组成。该材料的特性在于，它可以将超声波信号转变为光学信号。目前，传统的超声诊断设备都是将超声波信号转变为电子信号，其使用受限于敏感度和声波频宽，因而在成像清晰度方面有不尽人意之处。而新型材料能够将超声波信号转变为光学信号，使得信号处理一定程度上摆脱了上述限制，进而可形成清晰度更高的图像。 研究人员指出，超声波的频率越高，其定向性和敏感度越好，其成像的清晰度也会越高。当前的超声波技术，在声波大约在50兆赫兹左右时，敏感度就会有显著的下降。而这种新型材料能够将声波转换成光学信号，不再受限于超声波段，使得超声设备在150兆赫兹内都能“看”到以前看不到的细节，在医学应用方面极具潜力。 该项目领导者、伦敦国王学院的韦恩·迪克逊教授表示，新型材料的开发具有重要意义。他指出，目前最敏感的超声波探头也会受到声波频段的限制，即使是传统的光学材料，也会因光学定位方面的严格要求而不易使用到设备当中。而新型材料则能够相对简单地配置到超声波设备当中，这意味着医学诊断和治疗领域中有可能会产生新一代超声波传感设备。 《科技日报》 2013-03-17 （二版）

超声波仪器常见问题超声测试是什么？超声波非破坏性检测，也被叫做超声波NDT或者简单地UT，是一种通过使用高频声波刻画被测件厚度或者内部结构的方法。用于超声波检测的频率，或者斜度很多倍的高于人类听力的界限，一般在500 KHz到20 MHz的范围内。什么类材料可以检测？在工业应用中，超声波测试被广泛的应用到金属，塑料，复合材料和陶瓷中。唯一不适合用常规设备进行超声波测试的普通工程材料是木材和木制纸产品。超声波技术同样广泛的用于生物医学领域进行诊断成像和医学研究。超声检测的优点是什么？超声检测完全的非破坏性。测试件不需要被切割，断片，或者使用破坏性的化学药品。只需要进入一侧，不像用机械测厚仪测量，比如测径器和千分尺。使用超声波检测没有潜在机械上海，不想放射线照相术。当一个测试被适当的设置，结果是高可重复性和可靠的。怎么工作的？高频声波非常有方向性，它们传播穿过一个媒介(像一块钢或者塑料)直到它们遭遇一个其他媒介(像空气)的边界,在这个点它们发射回它们的源头。通过分析这些反射，测量被检测件的厚度，或者发现裂缝的迹象，或者其他隐藏的内部缺陷是可能的。超声检测潜在的局限性是什么？超声波缺陷检测需要一个训练过的操作员，他可以设置一个测试，有适当的参考标准和适当的结果说明。检测一些复杂几何形状的工件可能有挑战性。超声波测厚仪必须在尊重被测材料的基础上校准，应用需要一个大范围的厚度测量或者声学上不同的材料测量需要多个设置。超声波测厚仪比机械测量设备昂贵的多。什么是超声检测仪器？一个超声波测厚仪是在测试件内产生声脉冲的设备，EMT260转速仪非常精确的测量知道回波被接收到的时间间隔。已经把被测材料声速编程进去，仪器使用声速信息和测量时间间隔经简单的关系计算厚度，【距离】等于【声速】乘以【时间】。什么是超声波探头？探头是将一种能量形式转换到另一种能量形式的任何设备。一个超声波探头将电子能量转换成机械振动(声波)，声波转换成电子能量。典型地，它们小，手持装配，有供给特殊测试需要的多种频率和类型。超声检测仪器仪表多精确？在最优化条件下，商业超声波仪器可以达到高达+/- 0.001 mm(0.00004")的精度，在大多数常用工程材料中精度有+/- 0.025 mm(0.001")，或者可能更高。影响精度的因素包括与被测材料声速的一致性，声音散射和吸收的程度，表面状况和精确度，注意对于即将到来的应用仪器需要校准什么。谁使用超声波仪器？超声波仪器主要的应用是测量被腐蚀的管或箱的残余厚度。测量在不需要进入里面或者要求管或箱被耗尽的情况下快速简单的实现。其他重要的应用包括测量模塑瓶和类似容器，涡轮叶片和其他精密仪器或者铸件，小直径医学管形材料，橡皮轮胎和传送带，玻璃纤维船体，甚至隐形眼镜的厚度。什么类型的缺陷可以被发现？广泛种类的裂纹，气孔，脱胶，夹渣和影响结构整体性的类似问题通过超声波探伤仪可以全部被定位和测量出。在给定应用中最小可以被检测到的缺陷尺寸取决于被测材料的类型和在考虑中的缺陷类型。谁使用超声波缺陷探伤仪？超声波探伤仪在严格的安全相关和质量相关应用中被广泛使用，包括结构焊接，钢铁梁，锻件，管道和箱，飞机发动节车架，骑车车架，铁路轨道，动力涡轮和其他重型机械，铸件和很多其他重要应用。什么是超声波探伤仪？声波在材料中传播将以一种可语言的方式反射回来，当碰到诸如裂缝和气孔的缺陷。一个超声波探伤仪是产生和处理超声波信号并创造一个波形显示的仪器，它可以被一个训练过的操作员用于发现测试件中的隐藏缺陷。操作员鉴别来自好的部件的特征反射图像，然后在反射图像寻找可能是显示缺陷的变化。其他什么类型仪器可用？超声波成像系统被用于产生高清晰度照片，类似于X-光，用声波映射部件的内部结构。最初发展用于医学诊断成像的相控阵技术用于工业情形来造成代表性的图片。大型到苗系统被用于航天工业和金属加工厂商检查原材料和最后成型件的隐藏缺陷。超声波脉冲发生器/接收器和信号分析被用于多种材料研究应用。常用的探伤方法有哪些？答：我国的国家标准中目前规定的是超声检测(UT)、射线照相检测(RT)、渗透检测(PT)、磁粉检测(MT)和涡流检测(ET)五项，我国的国防科技工业系统最近又新增加了声发射(AT或AE)、计算机层析成象检测(CT)、全息干涉和(或)错位散斑干涉检测、泄漏检测(LT)和目视检测(VT)等五种方法。在欧美国家还把中子射线照相检测(NRT)以及日本把应变测试等也纳入了无损检测人员资格鉴定与认证的无损检测方法项目。超声检测Ultrasonic Testing(缩写UT)GB/T12604.1-2005 无损检测术语超声检测；射线检测Radiographic Testing(缩写RT)GB/T12604.2-2005 无损检测术语射线照相检测;磁粉检测Magnetic particle Testing(缩写MT)GB/T12604.5-2005 无损检测术语磁粉检测；渗透检验Penetrant Testing (缩写PT)GB/T12604.3-2005 无损检测术语渗透检测；涡流检测Eddy current Testing(缩写ET)GB/T12604.6-2005 无损检测术语涡流检测；非常规无损检测技术有：声发射Acoustic Emission(缩写AE)；泄漏检测Leak Testing(缩写UT)；光全息照相Optical Holography；红外热成象Infrared Thermography；微波检测Microwave Testing斜探头的K值如何定义？答：斜探头折射角的正切值称为K值，它等于斜探头λ射点至反射点的水平距离和相应深度的比值。国外的斜探头一般以折射角来划分45，60，70度。它们是以超声波在钢中的折射角来标记的。在中国国内，则是以折射角β的正切值来标记斜探头，如K＝1，则β＝45。探头接口有哪些？A)BNC接口，即国内通常所说的Q9接口B)Lemo 00接口C)Lemo 01接口D)Microdot接口，用于微、小型探头E)UHF接口，通常用于水浸探头便携式探伤仪器出现问题时，应该如何处理？当仪器出现一些非正常的现象时，如显示乱码时，按以下步骤进行处理：第一步，关机后再开机，让系统重新启动。第二步，如问题仍存在，尝试将仪器进行恢复出厂设置。注：使用恢复出厂设置时需谨慎。因为该操作可能会导致仪器内保存的所有设置及数据丢失。第三步，当问题仍无法解决，请联系我公司有关维修事宜。超声波测厚仪/探伤仪通用的自动校准步骤，适用于Panametrics-NDT品牌?步骤1：准备和被测材料相同材质，表面状况相一致的厚、薄各一块校准试块，试块要求上下表面平行，并且厚度已知。步骤2：将探头耦合到薄的试块上，进行零点校准。2.1当厚度读数稳定时，按【CALZERO】+ENTER或【CAL】+【ZERO】(根据仪器的不同进行选择相应的操作)2.2探头移离试块，输入已知的实际厚度并确认输入步骤3：将探头耦合到厚试块上，进行声速校准3.1当厚度读数稳定时，按【CALVEL】或【VEL】(根据仪器的不同进行选择相应的操作)3.2探头移离试块，输入已知的实际厚度并确认输入步骤4：按MEAS键完成校准。此时，仪器将自动计算出试块的声速和探头的零点。在超声探伤中和测量中为什么必须使用试块？超声探伤中使用的试块分为标准试块和对比试块两大类。标准试块具有规定的材质、表面状态、几何形状与尺寸，可用以评定和校准超声检测设备。对比试块是以特定方法检测特定试件时所用的试块。探伤中使用试块是为了保证检测结果的准确性与可重复性、可比性。超声测量中使用的试块是针对待测工件而特别制作的相同材质、热处理工艺的试块。它的使用是为了校准仪器的声速及零点，以便得到比较准确的测量厚度。使用射线机(含源)注意事项1.使用单位必须持有国家环保颁发的同位素工作许可证和个人上岗证2.在使用射线设备(含源)时必须随身携带个人射线报警器和现场射线射线剂量仪3.只有经过严格、安全和标准的培训的放射线人员方可从事射线工作4.放射线如出现突发性事故，要及时上报，并与我们联系，我公司将启动应急方案，直赴现场进行应急处理渗透注意事项1.使用时请勿向人体及餐具喷射。2.请勿放在直射阳光下曝晒3.使用现场应避免火种。4.误入眼睛和皮肤用清水冲洗。5.尽可能使用防护手套。6.切勿让小孩玩弄以免引起意外。7.密闭容器使用注意通风。磁粉探伤注意事项1.仪器在使用时，应避免空载工作，防止产生不必要的温升或损坏。2.使用探头时，端面与被检测工件要保持良好的接触。再按下手把上的充磁按钮开关，此时探伤效果最好。探头应避免碰撞、跌落，保持清洁。3.在使用中，如果发现探头线包发热严重

超声波扫描显微镜SAM与X-RAY的区别 在同一实验室内，SAM与X-ray是相互补充的方法手段。它们主要的区别在于展现样品的特性不同。X-ray能观察样品的内部，主要是基于材料密度的差异。密集的金属材料比陶瓷和塑料等材料对于X射线有较大的不透过性和较小的穿透深度。 X-ray对于分层的空气不是非常的敏感，裂纹和虚焊是不能被观察到的，除非材料有足够的物理上的分离。X-ray射线成像操作采用的是穿透模式，得到整个样品厚度的一个合成图像。在较长的检查期间内，如果半导体设备放置在离X-ray射线源比较近的地方可能会产生损坏或随机的电子错误。 超声波能穿透密集的和疏松的固体材料，但它对于内部存在的空气层非常的敏感，空气层能阻断超声波的传输。确定焊接层、粘接层、填充层、涂镀层、结合层的完整是SAM独特的性能。SAM可以分层的展现样品内部的一层一层的图像。基于反射回波模式产生的图像只需要通过样品的表面(反射扫描模式)，而穿透模式需要通过样品的两个表面(类似X-ray)(透射扫描模式)。并且SAM使用的超声波频率是高于MHz，而不同于超声波清洗设备使用的KHz的频率。这个范围的超声波不会引起气穴现象，它不能清洗和搅动易碎的组件，因此对于检测的组件并没有任何的损坏。 关于超声波扫描显微镜和X射线成像系统的相关资讯，可以登录安赛斯（中国）有限公司官网查询和下载，www.analysis-tech.com，他们公司有独立的无损检测实验室，可以提供样机参观和测样服务，届时还会有专业的人员为您解答各种问题，可以登录其官网查询联系方式。