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Scan-Modi der Ultraschallmikroskopie / Ausführung von zerstörungsfreien Analysen
Scan- Modi – auch Abbildungsmodi genannt - können im akustischen Mikroskop zerstörungsfrei Analysen über den inneren Aufbau von Bauteilen ausführen. Insbesondere helfen diese Abbildungsmöglichkeiten bei Bauteilen zur Erläuterung der einzelnen Schichten und Strukturen zur Delamination- und Riss- Erkennungen. Um detaillierte Einsichten zu bekommen, werden verschiedene Abbildungs- oder Scan Modi verwendet.
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Scan-Modi / Messungen im Überblick
- Der A-Scan-Modus
- Der B-Scan-Modus
- Der C-Scan-Modus
- Der X-Scan-Modus
- Der Z-Scan-Modus
- Der Through-Scan
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Der A-Scan bietet eine lokale Flugzeitinformation aus der Probe (engl. “time of flight“) — eine zeitabhängig aus dem Bauteil reflektierte Ultraschallwelle. Diese Information digitalisiert den ausgewählten Probenbereich durch ein vorher festgelegtes Daten-Gate. Dieses Daten-Gate für die quantitative Zeit-Distanz-Messung (Echo-Zeit) wird für das Einstellen von elektronischen Zeitfenstern in die Tiefe verwendet. Entsprechend ausgewählte Bereiche werden dann im C-Scan aufgenommen. Ein digitales Oszilloskop auf dem Bildschirm bildet die ankommenden Echos ab. Wenn mehr als ein Zeitfenster platziert wird (X- oder G-Scan), werden mehrere Bilder auf dem Monitor angezeigt.
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Beim B-Scan handelt es sich im Grunde genommen um eine Aneinanderreihung von A-Scans. Sie erzeugen eine tiefenaufgelöste Querschnittsaufnahme des Bauteils in X-Richtung. Das Gate wird dabei über den gesamten Zeitbereich gesetzt, wobei es vom Anwender konfiguriert werden kann. Mit Hilfe der SAMnalysis Software sind weitere Möglichkeiten für die B-Scan-Analyse gegeben.
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Hierbei wird das Gate in einer bestimmten Tiefe und Breite gesetzt (gesteuert in WINSAM). Das Abscannen des Bauteils in X- und Y-Richtung erzeugt ein Schichtbild des Bauteils, dessen Breite der des gesetzten Daten-Gates entspricht. Im Fall delaminierter Flächen kann dieser Bereich sofort rot markiert werden (Anzeige der Phasenumkehr).
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Der Z-Scan-Mode zeichnet dreidimensionale Datensätze (tomographische Informationen) auf und ermöglicht offline-Rekonstruktionen von B-, C-, D-, P-, X-, A- und 3D-Scans sowie Laufzeitmessungen der Bilder mit frei wählbaren Gates. Diese können nachfolgend durch die SAMnalysis- und die WINSAM-Software bearbeitet werden.
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Ein Transducer oberhalb der Probe stößt ein Ultraschallsignal aus, das von einem zweiten Transducer, unterhalb der Probe, detektiert wird. Dieser Scan-Modus liefert dem Nutzer Informationen über die untere Struktur der Probe. Hierbei analysieren beide Transducer gleichzeitig die Probe.