Akustische Mikroskopie / Vorteile & Arbeitsweise

Während sich der Schall in homogenen Medien geradlinig ausbreitet, zeigt er Grenzflächen zwischen verschiedenen Materialien (z. B. Einschlüsse oder Fehlstellen) durch Reflexion, Streuung oder Absorption der Schallwellen an. Ultraschallwellen können demnach akustische Widerstände (Impedanzen) innerhalb einer Probe und damit Fehler und Unregelmäßigkeiten genau aufzeigen.

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Vorteile der Akustischen Mikroskopie / schonend und präzise

Treffen Ultraschallwellen z.B. auf einen Lufteinschluss innerhalb einer Probe, lässt sich ein sehr heller Kontrast, verbunden mit einer Phasenumkehr feststellen. Auch andere Materialdefekte, wie Mikrorisse, Einschlüsse und Delaminationen können so mit vergleichbarer Auflösung eines Lichtmikroskopes dargestellt werden.

Arbeitsweise / fokussiert und reflektierend

Alle Systeme der Analytical Systems GmbH arbeiten mit der Puls-Reflektionsmethode, auch Puls-Echo-Verfahren genannt.

Das Herzstück der Ultraschallmikroskope bildet ein Ultraschallkopf, bestehend aus einer speziellen akustischen Linse (meist ein Saphirkristall in zylindrischer Form) und ein daran angeschlossener Schallwandler (Transducer) — ein piezoelektrischer Kristall, der je nach verwendetem Frequenzbereich aus unterschiedlichen Materialien bestehen kann.

Das sich im Transducer befindende piezoelektrische Element wandelt elektrische Signale in Schallwellen um. Diese werden von der nachgeschalteten Linse als akustische Wellen auf das Untersuchungsobjekt fokussiert und gebündelt. Das DI-Wasser dient dabei primär als Koppelmedium, das die Ultraschallwellen zur Probe überträgt. Diese Schallwellen werden von der Probe schließlich wieder zum Schallkopf reflektiert und anschließend von einem Analog-Digital-Wandler (ADC) und entsprechender Software ausgewertet und als Grauwertbild dargestellt.

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