术语解释表2——超声波扫描显微镜系统


杨氏模量:表征在弹性限度内物质材料抗拉或抗压的物理量,它是沿纵向的弹性模量。1807年因英国医生兼物理学家托马斯·杨(Thomas Young, 1773-1829) 所得到的结果而命名。根据胡克定律,在物体的弹性限度内,应力与应变成正比,其比值被称为材料的杨氏模量,它是表征材料性质的一个物理量,仅取决于材料本身的物理性质。杨氏模量的大小表征了材料的刚性,杨氏模量越大,越不容易发生形变。杨氏模量的单位为psi(英制)或MPa(国际单位制)。钢的杨氏模量大约为2.9×107psi或200000MPa。
压电效应,压电陶瓷:某些晶体在外力的作用下产生形变,使物质本身产生极化,表面产生电荷,称为正压电效应。反之,施加激励电场,介质将产生机械变形,称为逆压电效应。具有压电效应的材料称为压电陶瓷。
探头(Probe):换能器(Transducer)的别称。
脉冲-回波技术(Pulse-Echo):这种超声检测技术的过程分为两个步骤:发射模式,换能器向样品发射出高频超声脉冲;接收模式,超声波在样品界面反射回波被同一个换能器接收,转换为电信号进行处理。检测信息包括回波信号的振幅、相位、发射-接收的时间差等。
反射:声波、光波或其他电磁波遇到其他的媒质分界面而部分仍在原物质中传播的现象。
折射:波穿过不同的介质的时候传播方向会发生变化的现象。声波在声学性质不同的两种介质传播时界面上同样存在折射现象。
可重复性:一个位置系统回复到指定的某一个点精确度的衡量标准。为了估计位置系统工作时的偏移和回差,传动机构必须从相同的方向,以同样的移动速率、加速度及载荷水平移动至指定的位置。
分辨率:对于扫描超声显微镜系统,分辨率一般指系统对于分辨两束差别极小(包括深度、空间)的反射波的能力。
谐振频率:当外加电压等于压电陶瓷的固有频率时,就会发生压电谐振,此时机械振动的振幅突然增大,声波信号输出达到最佳。发生压电谐振时的频率被称作谐振频率。
振铃时间(Ringing):与铃声相似,超声波在产生和衰减的过程中要达到某一极限强度需要一个过程。该物理量表示的是超声换能器发出的超声波增强至最大振幅的90%或衰减至最大振幅的10%所需要的振荡周期数目,又被称作超声换能器的Q值。
扫描:超声换能器在被测物体表面移动,采集超声信号获得相应声学图像的过程。
灵敏度:表征超声仪器对材料中的不连续状况(包括各种缺陷、分布不均等)的测量能力及反应能力。

斯涅尔定律:又被称作光的折射定律,由荷兰数学家Willebrord Snell首先发现。其内容为:光入射到不同介质的界面上会发生反射和折射。其中入射光和折射光位于同一个平面上,并且与界面法线的夹角满足如下关系:

n1sinθ1 = n2sinθ2
其中,n1和n2分别是两个介质的折射率,θ1和θ2分别是入射光(或折射光)与界面法线的夹角,叫做入射角和折射角。
虽然斯涅尔定律最初是在光学中发现的,但是对于超声波在异质界面上的传播,斯涅尔定律同样适用。
超声波传播规律-斯涅尔定律-超声波扫描显微镜
剪切波:横波(S波)的另一种叫法,是指质点的振动方向与波的传播方向垂直的波。在超声检测中一般只有斜探头才能发出横波。
渡越时间检测:通过回波的返回时延和介质中的波速来测定特定两点或两层间距的检测方法。
透射扫描:在被测样品的下面放置一个接收探头,通过接收透过样品的声波进行成像的扫描方式。
超声波换能器:利用压电效应产生和接收超声波的部件。
超声波:超声波指的是频率大于20KHz的声波。用于无损检测的超声波一般都在1MHz以上。
声速:声波在介质中传播的速度,其大小与介质的性质及状态有关。
水程:浸没检测时换能器至样品表面水的深度。
波形:即超声回波的振幅-时间曲线。
波长:定义为沿着波传播的方向,相对于平衡位置位移时刻相同的两个质点之间的距离。对于纵波是指相邻的两个疏部或密部之间的距离,对于横波是指相邻的两个波峰或波谷之间的距离。
波列:是指以相同(或近似相同)的速度行进的,近似周期性的连续出现的有限个波。
无损检测从业人员规程:包含了从事无损检测人员的培训、考试、认证的管理规范。

 

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