声学显微镜及在无损检测中的应用

　　1前言

　　声显微镜(即扫描声显微镜，下称SA材无损、精细、高灵敏度地观察物体内部及表层结构的新型检测设备之一它在电子、材料、机械、航空航天等领域得到日益广泛地应用，用于观察不同深度的尺度为微米到百微米的结构和缺陷.

　　声显微镜这一概念早在1939年由俄国学者肋kofov提出，35年后由美国C.F.QL以te教授第一次完成其物理原型，后又经过20年的努力，才使其成为一种功能独特，有实用价值的显微检测仪器，服务于多个行业。

　　我们自1980年开始声显微镜的研制工作，研制出TE污A五11~7型系列化声显微镜.其中既有透射式也有反射式的，工作频率从10M比~7(X)MHZ，研制了多种换能器、声镜及电路，并把微机引人声显微镜，编制了Tl招AM多功能软件包，进行了深人的SAM理论研究.近年来特别注意应用研究，在电子、材料、航空航天、机械等领域获得多项成果.下面，结合近期研制成功的msA初一7型声显微镜及有关结果作一简要叙述.

　　2机器结构

　　2.15周M组成

　　THSA入4一7型声显微镜的原理如图l所示。它由声路、电路、微机、机械装置等4部分组成。

　　2.2声学部件

　　声学部件包括声电换能器.声波聚焦元件(即声透镜)和声电匹配器.不同频率的换能器材料不同，频率高于l(X)M卜份常用乙心薄膜，10~1(X)M比多用36OY切割LN单晶片研磨成的薄膜，当频率低于l伍IHZ时，则用压电陶瓷，所用的声透镜既有单透镜结构，也有玻璃金属球面换能器结构。

　　2.3高低频电路

　　nJSAM一7型声显微镜采用全数控方案，其工作参数全由软件控制.信号源输出信号放大后经高速开关调制，至单刀双投开关送到换能器、声镜.反射信号经声镜、换能器、单刀双投开关至高频放大器、检波、脉冲放大、取样保持、视频放大、滤波后经A旧适配器送人计算机.为保证系统的灵敏度，放大链总增益超过1(X犯B，而低频电路的稳定性对保证SAM的可靠性十分重要.

　　2.4机械调节和扫描装置

　　SAM中有一套多维精密调焦机构.当频率较低时，它有一个焦距调节装置;当频率高于《刀MHz时，还猫增加一个高精度的高度调节器.声束对样品的扫描是靠机械方法实现的.采用计算机控制步进电机驱动高精度平台实现光栅式扫描.

　　2.5微机软硬件系统

　　THSAM一7把PC机和SAM融为一体，完成SAM参数设置、工作控制、扫描驭动、位置和声信号接收、图像存取、显示和结果分析处理等功能.由于它采用直接数字成像技术，SA入1只要机械扫描一次即可得到完整的图像，所得图像都立刻以数据文件形式存于磁盘中.