技术文章
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使用扫描声学显微镜 (SAM) 系统，检测物体缺陷
高速、无损超声波扫描使用先进的相控阵扫描声学显微镜 (SAM) 来识别特种金属和合金中的微小缺陷。
作者：Hari Polu，OKOS总裁
铝、锌、钴、铜、钛、锆、钼、镁和不锈钢等高纯度金属和合金是许多不同行业的核心，包括电子、航空航天和医疗设备等。
由于由这些材料制成的许多部件具有关键性，高纯度合金需要高度一致，杂质和污染物含量极低。因此，在使用这些材料时，质量水平必须非常高。这反过来又推动了使用扫描声学显微镜 (SAM) 进行无损检测，以识别小至 50 微米的细小夹杂物和其他缺陷。
SAM 是半导体行业广泛接受的故障分析和可靠性检测计量技术。现在，该技术正应用于高纯度金属和合金，只是仪器配置和适应性有所不同。
然而，挑战在于以足够的吞吐速度进行 100% 检测，以去除不符合严格质量要求的缺陷材料。与其他检测系统一样，提高扫描速度传统上意味着牺牲扫描图像分辨率。幸运的是，SAM 技术的最新进展显著提高了吞吐速度和缺陷检测能力。
扫描声学显微镜 (SAM) 系统（例如 OKOS 的 CF-300 型号）可以识别小至 50 微米的细小夹杂物和其他缺陷。
传统的 5 MHz 传感器可能需要长达 45 分钟才能检查 8 到 10 英寸的方形或圆盘合金，而具有 64 到 128 个传感器的先进相控阵和用于渲染图像的创新软件可以将检查时间缩短至五分钟，并且能够更细致地检测小杂质或缺陷。
通过大幅提高检测速度，特种金属行业不再局限于在工艺过程中进行质量控制时进行选择性样品检测。尽管 SAM 长期以来一直用于此类检测，但检测涉及手持设备或多点检测。现在，对整个表面或界面进行 100% 检测更为可行。
此外，这些进步还有利于检测不仅仅是明显的缺陷，还有更小的缺陷，从而推动高度一致、高产量的产品。
先进的相控阵 SAM 系统使特种金属部门能够进入更高水平的故障分析，因为其检测水平和精度都很高。过去，检测 500 微米的缺陷是目标；现在则是 50 微米的缺陷，这是一个数量级的变化。对于高纯度金属，期望是检查每一个项目，而不仅仅是几个样品。
扫描声学显微镜的工作原理是将传感器发出的聚焦声音导向目标物体上的一个小点。击中物体的声音会被散射、吸收、反射或传输。通过检测散射脉冲的方向以及飞行时间，可以确定边界或物体的存在及其距离。
为了生成图像，需要逐点逐行扫描样品。扫描模式包括单层视图、托盘扫描和横截面。多层扫描最多可包含 50 个独立层。可以提取深度特定信息并将其应用于创建二维和三维图像，而无需耗时的断层扫描程序和更昂贵的 X 射线。然后对图像进行分析，以检测和表征裂纹、夹杂物和空隙等缺陷。
下一代 SAM 系统（例如 OKOS 的 MACROVUE 系统）可以检测特种金属和合金中的微小瑕疵，从而对所有材料进行 100% 检查。
当需要高吞吐量进行 100% 检查时，可使用超高速单或双龙门扫描系统以及 128 个传感器进行相控阵扫描。也可使用多个传感器同时扫描以提高吞吐量。
在与一些公司合作对铝和钢样品进行的测试中，该设备能够在三分钟内扫描完材料。之前，仅扫描一个部件就需要 40 分钟。
具体来说，SAM 使用一个传感器来产生声波，并将这些声波聚焦在被测物体上的一个点上。为了检测物体中的瑕疵，需要检测散射的声波并计算声波的飞行时间，从而确定距离，从而确定物体中检测到的瑕疵。
这个过程需要重复多次才能获得被测材料的精确图像。扫描模式包括单层视图和更复杂的横截面视图。涉及多层的扫描也可用于提取信息以创建详细的 2D 或 3D 图像。
软件的重要性
扫描的物理和机械方面非常重要，软件对于提高分辨率和分析信息以生成详细扫描同样重要。多轴扫描选项支持 A、B 和 C 扫描、轮廓跟踪、离线分析和复合材料、金属和合金的虚拟重新扫描，从而通过检测软件实现高度精确的内部和外部缺陷检测和厚度测量。
OKOS 很早就决定提供软件驱动的、基于生态系统的解决方案。该公司的 ODIS 声学显微镜软件支持从 2.25 到 230 MHz 的各种传感器频率。据估计，该公司的软件驱动模型使他们能够降低 SAM 测试的成本，同时以更快的速度提供更高质量的检查结果。
在电子、航空航天、医疗设备和其他行业中，对能够进行无损成像和材料分析的检测设备的需求日益增加。借助更多传感器和先进软件以极高的分辨率解释信息，特种金属制造商可以以高出一到两个数量级的水平对 100% 的材料进行检测，以发现以前未检测到的缺陷。
作者：Hari Polu，OKOS总裁
铝、锌、钴、铜、钛、锆、钼、镁和不锈钢等高纯度金属和合金是许多不同行业的核心，包括电子、航空航天和医疗设备等。
由于由这些材料制成的许多部件具有关键性，高纯度合金需要高度一致，杂质和污染物含量极低。因此，在使用这些材料时，质量水平必须非常高。这反过来又推动了使用扫描声学显微镜 (SAM) 进行无损检测，以识别小至 50 微米的细小夹杂物和其他缺陷。
SAM 是半导体行业广泛接受的故障分析和可靠性检测计量技术。现在，该技术正应用于高纯度金属和合金，只是仪器配置和适应性有所不同。
然而，挑战在于以足够的吞吐速度进行 100% 检测，以去除不符合严格质量要求的缺陷材料。与其他检测系统一样，提高扫描速度传统上意味着牺牲扫描图像分辨率。幸运的是，SAM 技术的最新进展显著提高了吞吐速度和缺陷检测能力。
扫描声学显微镜 (SAM) 系统（例如 OKOS 的 CF-300 型号）可以识别小至 50 微米的细小夹杂物和其他缺陷。
传统的 5 MHz 传感器可能需要长达 45 分钟才能检查 8 到 10 英寸的方形或圆盘合金，而具有 64 到 128 个传感器的先进相控阵和用于渲染图像的创新软件可以将检查时间缩短至五分钟，并且能够更细致地检测小杂质或缺陷。
通过大幅提高检测速度，特种金属行业不再局限于在工艺过程中进行质量控制时进行选择性样品检测。尽管 SAM 长期以来一直用于此类检测，但检测涉及手持设备或多点检测。现在，对整个表面或界面进行 100% 检测更为可行。
此外，这些进步还有利于检测不仅仅是明显的缺陷，还有更小的缺陷，从而推动高度一致、高产量的产品。
先进的相控阵 SAM 系统使特种金属部门能够进入更高水平的故障分析，因为其检测水平和精度都很高。过去，检测 500 微米的缺陷是目标；现在则是 50 微米的缺陷，这是一个数量级的变化。对于高纯度金属，期望是检查每一个项目，而不仅仅是几个样品。
扫描声学显微镜
扫描声学显微镜的工作原理是将传感器发出的聚焦声音导向目标物体上的一个小点。击中物体的声音会被散射、吸收、反射或传输。通过检测散射脉冲的方向以及飞行时间，可以确定边界或物体的存在及其距离。
为了生成图像，需要逐点逐行扫描样品。扫描模式包括单层视图、托盘扫描和横截面。多层扫描最多可包含 50 个独立层。可以提取深度特定信息并将其应用于创建二维和三维图像，而无需耗时的断层扫描程序和更昂贵的 X 射线。然后对图像进行分析，以检测和表征裂纹、夹杂物和空隙等缺陷。
下一代 SAM 系统（例如 OKOS 的 MACROVUE 系统）可以检测特种金属和合金中的微小瑕疵，从而对所有材料进行 100% 检查。
当需要高吞吐量进行 100% 检查时，可使用超高速单或双龙门扫描系统以及 128 个传感器进行相控阵扫描。也可使用多个传感器同时扫描以提高吞吐量。
在与一些公司合作对铝和钢样品进行的测试中，该设备能够在三分钟内扫描完材料。之前，仅扫描一个部件就需要 40 分钟。
一些 SAM 基础知识
具体来说，SAM 使用一个传感器来产生声波，并将这些声波聚焦在被测物体上的一个点上。为了检测物体中的瑕疵，需要检测散射的声波并计算声波的飞行时间，从而确定距离，从而确定物体中检测到的瑕疵。
这个过程需要重复多次才能获得被测材料的精确图像。扫描模式包括单层视图和更复杂的横截面视图。涉及多层的扫描也可用于提取信息以创建详细的 2D 或 3D 图像。
软件的重要性
扫描的物理和机械方面非常重要，软件对于提高分辨率和分析信息以生成详细扫描同样重要。多轴扫描选项支持 A、B 和 C 扫描、轮廓跟踪、离线分析和复合材料、金属和合金的虚拟重新扫描，从而通过检测软件实现高度精确的内部和外部缺陷检测和厚度测量。
OKOS 很早就决定提供软件驱动的、基于生态系统的解决方案。该公司的 ODIS 声学显微镜软件支持从 2.25 到 230 MHz 的各种传感器频率。据估计，该公司的软件驱动模型使他们能够降低 SAM 测试的成本，同时以更快的速度提供更高质量的检查结果。
在电子、航空航天、医疗设备和其他行业中，对能够进行无损成像和材料分析的检测设备的需求日益增加。借助更多传感器和先进软件以极高的分辨率解释信息，特种金属制造商可以以高出一到两个数量级的水平对 100% 的材料进行检测，以发现以前未检测到的缺陷。
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