Datenerhebung durch Transducer / systematisch & punktgenau

Der Transducer scannt die Probe Zeile um Zeile (rasterartig) auf der XY-Ebene und auf Wunsch – zum Beispiel bei Proben mit Wölbungen oder herausstehenden Elementen – auch in Z-Richtung ab und stellt schließlich die elektromagnetischen Impulse als Pixel mit bestimmten Grauwerten dar.

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Aus den Informationen der einzelnen Pixel ergibt sich ein Bild, das alle erfassten Signale, abbildet. Zunächst erfolgt die Darstellung der Ultraschall-Reflexion an der Probenoberfläche. Ist die Probe intakt, wird das Signal ein zweites Mal wieder an der Rückseite der Probe reflektiert. Die Laufzeitdifferenz der beiden Signale von der Ober- bzw. Unterseite der Probe gibt Auskunft über ihre Dicke. Befindet sich innerhalb der Probe ein Defekt, so kommt es auch an dieser Grenzfläche — zwischen Probe und Defekt — zu einer Schallreflexion.

Frequenz & Auflösung / konkurrenzlos und spezifisch

Die akustische Mikroskopie arbeitet mit Frequenzen bis in den Gigahertzbereich. Dabei gilt grundsätzlich: Je höher die Frequenz, desto größer die erreichbare Auflösung und umso geringer die Eindringtiefe der Schallwellen.

Weil die Dämpfung in den Kopplungsmedien mit steigender Frequenzzahl quadratisch ansteigt, muss die Linse so nah wie möglich an die zu untersuchende Probe herangebracht werden. Dieser geringe Arbeitsabstand und die Schwierigkeit, hochortsauflösende Transduceranordnungen herzustellen, erfordern eine rasternde Mikroskopie, bei der die Probe Pixel für Pixel untersucht wird.

Mit der ständigen Weiterentwicklung ihrer hochauflösenden Transducer wird die Messgenauigkeit erhöht. Derzeit verfügen die Ultraschallmikroskope von Analytical Systems über den höchsten Frequenzbereich bis maximal 2000 MHz und ermöglichen eine Auflösung bis 0,5 µm. Dies ist natürlich vom Material und der Dichte der zu untersuchenden Probe abhängig.

Je nach Arbeitsfrequenz des Ultraschallprüfkopfes lassen sich die nachfolgend dargestellten Abbildungsauflösungen erreichen:

Frequenzbereiche mit erreichbarer Auflösung und Anwendung

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