超声扫描仪原理
超声扫描原理
超声扫描原理
超声扫描是一种诊断手段，利用声波的传播和反射原理来形成人体内部结构的影像。
超声波是一种机械波，其频率高于
20kHz，无法被人耳听到。
超声扫描仪由超声发声器和接收器组成。
发声器发出超声波，其对应的频率被选择为能够穿透人体组织的范围，这样可以有效地获取目标区域的信息。
当超声波传播到不同的组织边界或器官内部时，会发生反射、散射和折射。
接收器接收被反射回来的声波，并将其转化为电信号。
随后，这些电信号会被转化成图像，显示在监视器上。
超声波的强度和时间被用来确定反射物的距离。
通过改变发射和接收超声波的位置，可以获得物体在不同方向上的图像。
超声扫描的原理基于不同组织对超声波的传播速度和反射程度的不同。
由于声波的频率高、能量低，因此对人体组织没有损伤。
它可以用于检测内脏器官、肌肉、骨骼和血管等结构，同时还可以对胎儿进行评估。
总结来说，超声扫描利用超声波的传播和反射原理，通过发射和接收超声波，并将其转化为图像来显示人体内部结构。
它是一种安全、无创的影像学检查方法，被广泛应用于医学诊断和监测。
超声机的成像原理及应用
超声机的成像原理及应用一、超声机成像的原理超声机成像是利用声波的传播和反射原理对物体进行成像的技术。
其主要原理包括声波的传播、反射和回波接收。
1. 声波的传播超声机利用发射器产生的高频声波，通过介质传播。
声波传播过程中，会存在声速、温度、密度等物理参数的变化，这些变化会影响声波的传播速度和路径。
2. 声波的反射当声波遇到介质之间的不同界面时，会发生反射。
反射的强度和声波在不同介质之间传播速度和密度的不同密切相关。
通过检测反射声波的强度和时间延迟，可以获取关于界面的位置和形状信息。
3. 回波接收超声机通过接收器接收到回波信号，然后通过信号处理和算法分析，将其转换成成像显示。
接收器通常包括超声探头、接收电路和信号处理系统。
二、超声机成像的应用超声机成像技术在医疗、工业和科研领域有着广泛的应用。
1. 医学应用超声机在医学领域被广泛应用于诊断和治疗。
它可以用于产前检查、妇科检查、心脏检查等多种医学领域。
通过超声机成像，医生可以观察到人体内部器官的形状、大小和结构，帮助诊断疾病。
2. 工业应用超声机成像技术在工业领域也有重要应用。
它可以用于材料的无损检测，如金属、塑料等材料的缺陷检测和质量评估。
此外，超声机成像技术还可以应用于流体中气泡大小和分布的测量。
3. 科研应用超声机成像技术在科研领域也有广泛的应用。
它可以用于研究材料的弹性性质、声学特性等。
例如，可以通过超声机成像技术对生物体内部的组织和器官进行非侵入性的观察和研究。
4. 其他应用除了医学、工业和科研领域，超声机成像技术还被应用于其它领域。
例如，超声机成像可以用于地下探测、物体定位和测距等。
在现代科技发展中，超声机成像技术也在无人驾驶、智能家居等领域发挥着重要作用。
三、总结超声机成像技术是利用声波的传播和反射原理对物体进行成像的技术。
它在医疗、工业和科研领域有着广泛的应用，能够观察和研究不可见的物体和组织结构。
随着科技的发展，超声机成像技术将在更多领域发挥其重要作用。
第5B型超声诊断仪扫描原理b课件
问题1
如何产生 扇形扫描？
2020/6/18
方案 延迟
在激励脉冲到达超声换能器各个阵元之前，依
次延迟一个固定的很小的时间间隔
则各阵元上所产生的声脉冲的传输也获得相应 的延迟。
发射波叠加波束方向与法线之间就有一个偏向
角 。
2020/6/18
2020/6/18
合成波阵面
阵元
123
2020/6/18
相控阵发送电路原理
• 超声相控阵发送电路由4个部分组成：
– 1. 偏向角参数发生器 – 2. 相控信号发生器 – 3. 延时电路和发送聚焦电路 – 4. 激励单元
2020/6/18
去阵子1
激励 单元
去阵子2
激励 单元
去阵子32
激励 单元
激
励
单4 元
来自 ROM
延时 聚焦
延时 聚焦
激励 脉冲
叠加 波束 方向
单一阵元
n 波阵面
2020/6/18
合成波阵面
法 线
单一阵元
波阵面
阵元 1 2 3
n
激励 脉冲
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法 线
单一阵元
波阵面
合成波阵面
123
n 阵元
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激励 脉冲
• 问题
– 假设扫描线为128条，扇形扫描范围为72º； – 如果扫描线均匀分布，则对应的延时有多少个
• 在接近体表处采用小孔径，即用较少的接收阵元 ；
• 随着距离的增加，分段增加接收回波的阵元数。
2020/6/18
接受时 的振子
声束中心轴
孔径
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0~2cm
超声波扫描电镜原理
纵波
声波在纵向方向的传播, 出现在液体，气体和固体内
剪切波
声波在横向方向上的部分, 只出现在固体内
瑞利波
在物体表面上传播的声波, 只出现在固体内
兰姆波
声波沿薄形界面的传播, 只出现在固体内
北京：沈芳 13810819436 fay_shen@,
北京：沈芳 13810819436 fay_shen@,
超声波显微镜
频率范围: 5–2000MHz 分辨率范围: 0.3-100μm 应用领域：电子工业等
超声波的传播方式
超声波与电磁波不同，是一种机械波，其传播的方式是通过介质中分子的振动进行 的，因此超声波的传播情况和介质具有非常大的关系，通常来说，介质的密度越大 超声波传播的速度越快，衰减也越低，在稀薄的空气中，超声波无法传播。
Questar China Limited
科视达(中国)有限公司
超声波扫描显微镜特点及原理介绍
超声波仪器的分类
声纳
频率范围： 》500KHz 分辨率范围： m－cm 应用领域：航海测绘等
B-超
频率范围： 1 MHz 分辨率范围：cm－mm 应用领域：医疗诊断等MHz 分辨率范围： 0.01- 5 mm 应用领域：工业探伤等
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所有介质具有不同的声阻抗，声阻抗参数代表了超声波在其介质中的传播能力， 材料的声阻抗 Z 和材料的密度 ρ 以及超声波的传播速度 v 成正比: Z = ρ · v
超声波检测的特点
z 无损检测 可做非破坏性的缺陷检测，是目前最常用的无损检测手段之一；
超声波显微镜和 X-光检测技术的比较
超声波扫描仪原理
超声波扫描仪原理超声波扫描仪是一种利用超声波技术进行医学影像诊断的设备。
它通过发射超声波并接收其回波来获取人体内部组织器官的图像信息。
超声波扫描仪原理基于声波在不同组织中传播速度和被吸收的特性，通过对发射声波和接收回波信号的处理，可以得到高质量的图像。
超声波扫描仪主要由发射器、探头、接收器和图像处理系统组成。
发射器是用来产生超声波信号的设备，它通常采用压电晶体材料，当施加电场时，晶体会发生压电效应，从而产生超声波信号。
探头是将发射器产生的超声波信号转化为机械波并将其传递到被检测物体的设备，它通常由一个或多个压电晶体组成，可以发射和接收超声波信号。
接收器是用来接收回波信号并将其转化为电信号的设备，它通常也采用压电晶体材料，当超声波信号传入时，晶体会发生压电效应，从而将机械波转化为电信号。
图像处理系统则是对接收到的电信号进行处理和分析，并将其转化为可视化的图像。
超声波扫描仪原理是基于超声波在不同组织中的传播速度和被吸收程度的差异。
在超声波扫描中，发射器会发射一束超声波信号，该信号会在人体内部的组织中传播，并与组织中的界面发生反射、散射和吸收。
当超声波信号与组织的界面相遇时，一部分信号会被反射回来，这些反射信号被探头接收到并转化为电信号。
接收到的电信号经过放大、滤波和数字化等处理后，可以得到组织的反射信号强度和时间延迟信息。
根据超声波在组织中的传播速度和被吸收程度的差异，超声波扫描仪可以对不同组织进行区分和识别。
例如，超声波在液体中的传播速度较快，而在固体中传播速度较慢，因此在图像中液体和固体之间的界面会有明显的反射信号差别。
此外，超声波在不同组织中的吸收程度也不同，高密度组织如骨骼会吸收更多的超声波信号，而低密度组织如脂肪则吸收较少的超声波信号。
通过对反射信号和吸收信号的分析和处理，超声波扫描仪可以生成高分辨率的图像，显示出不同组织的形态和结构。
超声波扫描仪原理的应用非常广泛，特别是在医学领域中。
它可以用于检测和诊断多种疾病，如肿瘤、肌肉骨骼损伤、心血管疾病等。
关于医疗器械的名词解释
关于医疗器械的名词解释医疗器械是指用于预防、诊断、治疗、缓解疾病或医学研究的设备、仪器、器具、材料或其他产品。
它们在现代医疗技术中起着重要的作用，帮助医生和护士提供更好的医疗护理。
本文将对一些常见的医疗器械进行解释，旨在帮助读者更好地了解这些器械及其在医疗中的应用。
一、手术刀手术刀是一种医疗器械，用于进行外科手术。
手术刀有不同的类型，如平头刀、割刀和缝合刀等。
医生通常根据手术的需求选择适当的手术刀。
手术刀的刀片通常由不锈钢制成，以确保其锋利性和耐用性。
手术刀在手术过程中起到切割组织、缝合伤口等作用，是外科手术必不可少的工具。
二、血压计血压计是用来测量血压的医疗器械。
它有两种常见的类型：汞柱式血压计和数字血压计。
汞柱式血压计使用汞柱的高度来测量血压，而数字血压计则利用传感器和计算机芯片来测量和显示血压值。
血压计通常由一个袖带和一个指示表或数字显示屏组成。
在测量血压时，医生或护士会将袖带绑在患者的上臂上，然后通过泵气球将压力施加到袖带上，最后通过指示器或数字屏幕读取血压值。
血压计在临床医学中经常使用，可用于诊断和监测高血压、低血压等疾病。
三、心电图机心电图机是一种用于记录心电图（ECG）的医疗设备。
心电图是通过记录心脏电活动的变化来评估心脏健康状况的方法。
心电图机通过电极与患者的身体接触，记录心电信号，并将其转化为波形图。
医生通过观察波形图的形状、幅度和时间间隔来分析心脏的功能和节律。
心电图机广泛应用于心血管疾病的诊断和监测，如心肌梗死、心律不齐等。
四、超声波扫描仪超声波扫描仪是一种用于进行医学影像学检查的设备。
它利用超声波的原理，通过人体组织的反射和散射来生成图像。
超声波扫描仪通常由一个探头和一个显示器组成。
医生或技师将探头放置在患者的身体部位上，然后通过探头发送超声波，接收其反射信号，并将其转化为图像显示在屏幕上。
超声波扫描仪可用于检查器官的形态、结构和功能，如妇科检查、产前检查、肝脏和肾脏等器官的检查。
超声波扫描仪的工作原理
超声波扫描仪的工作原理
超声波扫描仪是一种常见的医疗设备，用于图像化地观察被检测物体的内部结构。
其工作原理基于超声波的传播和反射，并通过计算机处理来生成图像。
超声波是一种机械波，具有高频率、短波长和能够在介质中传播的特性。
超声波扫描仪首先发射超声波脉冲，这些脉冲经由传感器（也称为探头）产生并传播到被检测物体内部。
当超声波遇到组织或介质的不同密度界面时，会发生反射、散射和传播。
这些反射声波（也称为回声）被传感器接收到，并转换为电信号。
接收到的信号经过放大和滤波等处理后，将其传送给计算机。
计算机通过测量声波的传播时间以及回声强度的变化，分析整个信号的特性。
计算机会把这些信号转化为图像显示在监视器上。
图像的亮度和灰度编码等属性反映了声波在被测物体内部传播和反射的特性，帮助医生判断组织的结构、形状、大小、位置等信息。
因此，超声波扫描仪的工作原理主要包括超声波的发射和接收、回声信号的处理以及图像的生成和显示。
这种无创、无辐射、实时性好的医疗成像技术在临床上被广泛应用于各种检测和诊断工作中。
超声扫描仪原理
2) Transmission in liquid is possible. 可以在液体中传播
Vibration Propagation
4
HS Jang
• Sound waves which have
a frequency over 20kHz. 频率超过20Khz的声波
16Hz - 20,000Hz
(Audible frequency: 16Hz - 20kHz)
(人耳能听到的声音频率为:16Hz-20kHz)
• The sound waves which can not be heard by the human ear.
2. Detectable defects : Crack, Tilt and Void. 检测的缺陷： 裂缝，倾斜和空洞
3. Merit : Analysis of the level of defects are possible. 优点：可以分析水平缺陷
20
HS Jang
BB--SSccaann BB--扫扫描描方方式式
2) Transmission in liquid or air is impossible. Vibration在液体和空气中无法传播
Propagation
3
HS Jang
TTyyppeessooffUUllttrraassoonniiccWWaavveess 超超声声波波的的波波形形
2. Longitude Wave (纵波)
HS Jang
SSccaannnniinngg AAccoouussttiicc MMiiccrroossccooppee((SSAAMM)) 超超声声波波扫扫描描显显微微镜镜
超声波c扫描原理
超声波c扫描原理
超声波C扫描技术是一种将超声检测与微机控制和微机进行数据采集、存贮、处理、图像显示集合在一起的技术。
C扫描成像时，探头需要作二维运动，为了采集从样品中某一深度回来的超声信号，在电路上需要一个较窄的电子阀门，改变阀门的延迟时间，就能探测到物体不同深度的横截面图像。
超声波C扫描技术利用超声探伤原理提取垂直于声束指定截面（即横向截面像）的回波信息而形成二维图像。
其原理简单，可获取不同截面的信息，因此应用广泛，但由于扫描时一般采用逐点逐行扫描，故成像效率较低。
以上内容仅供参考，建议查阅专业书籍或文献以获取更全面和准确的信息。
超声波检测设备及原理
超声波检测设备及原理概述超声波检测是一种常用的非破坏性检测技术，它利用超声波在物体中传播的特性来检测物体的内部结构和缺陷。
超声波检测设备是实现超声波检测的必要工具，本文将介绍超声波检测设备的原理和使用方法。
超声波检测设备的原理超声波检测设备主要由传感器、控制器和显示器三部分组成。
传感器传感器是超声波检测设备的核心部件，它主要负责发射和接收超声波信号。
传感器通常采用压电材料制造，即将压电陶瓷片粘贴在片状金属基底上，利用压电材料在电场作用下的压电效应来实现超声波振动。
控制器控制器是超声波检测设备的主要控制部分，它负责调节传感器发射的超声波信号的频率、幅度和脉冲宽度等参数，使其适应不同的检测需求。
控制器还负责接收传感器接收到的信号，并进行信号处理和分析，提取出所需要的信息。
显示器显示器是超声波检测设备的输出部分，它将控制器处理后的数据以图形或数字方式显示出来，帮助用户判断被检测物体的内部结构和缺陷。
超声波检测设备的使用方法超声波检测设备一般包括以下几个步骤：1. 准备首先需要确认被检测物体的尺寸、形状、材料和检测部位等信息，确定适当的探头和检测参数。
2. 检测将探头与被检测物体表面接触，并启动超声波检测设备，开始检测。
根据显示器上的数据，分析被检测物体的内部结构和缺陷。
3. 分析根据检测结果分析被检测物体的内部结构和缺陷的性质、大小、位置等信息。
4. 记录将检测结果记录下来，并进行归档保存，以备今后查阅和参考。
超声波检测设备具有非破坏性、高精度、广泛适用等优点，被广泛应用于工业生产、医学检测、建筑检测等领域，较好地解决了物体内部结构和缺陷检测的难题。
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1Scanning Acoustic Microscope(SAM)超声波扫描显微镜Scanning Acoustic Microscope(SAM)超声波扫描显微镜H.S. Jang2What is Ultrasonics ?什么是超声波What is Ultrasonics ?什么是超声波•Sound waves which have a frequency over 20kHz. 频率超过20Khz 的声波(Audible frequency: 16Hz -20kHz) (人耳能人耳能听听到的声音频率为:16Hz-20kHz)•The sound waves which can not be heard by the human ear .超声波是人耳波是人耳听听不到的16Hz -20,000Hz3Types of Ultrasonic Waves超声波的波形Types of Ultrasonic Waves 超声波的波形1. Shear Wave(横波)1)The vibration direction and propagation direction areperpendicular .振幅方向和传播方向是垂直的2)Transmission in liquid or air is impossible.在液在液体体和空气中无法传播VibrationPropagation4Types of Ultrasonic Waves超声波的波形Types of Ultrasonic Waves 超声波的波形2. Longitude Wave (纵波)1)The vibration direction and propagation direction are same .振幅方向和传播方向是一致的2)Transmission in liquid is possible.可以在液可以在液体体中传播PropagationVibration5Characteristics of Ultrasonics超声波的特性Characteristics of Ultrasonics 超声波的特性1.100% reflection when it meets air(delamination)碰到空气(分层或离层)100%反射2.Reflects at interfaces在任何界面会反射3. Travels straight as light because of the very short wavelength.由于它的波长非常短, 所以和光线一样直线传播50%50%Air100%DieEMCAdvantages of Ultrasonics超声波的优点Advantages of Ultrasonics超声波的优点1.High resolution:很高的分辨率:Detectable minimum gap thickness of Sonix : 0.13 micro meterSonix 能够检测到的最小间隙厚度为0.13微米2.High sensitivity :很高的灵敏度:The measuring of size, location, shape of fine defects is possible.能够检测出细微缺陷的大小,位置和形状3.Real time inspection is possible.可以实时检测4.Safe : Harmless to human body.安全:对人体无害67Weak Points of Ultrasonics超声波的弱点Weak Points of Ultrasonics 超声波的弱点1.Difficult to inspect samples that have a rough surface or bubbles.很难检测出表面出表面很很粗糙或者内部有部有很很多气泡的样品2. Liquid is required to transmit ultrasonic需要液需要液体体进行超声波传输3.Needs expertise(Solution:TAMI )需要专家分析和判断(解决方案:TAMI)rough surfacebubbles100%100%100%8Uses for Ultrasonics超声波的用途Uses for Ultrasonics 超声波的用途1.Nondestructive test equipment.(S.A.M.)超声波无损探伤测试设备(如:超声波扫描显微镜)2. Sonar to find submarine, fish-finder用声纳找潜找潜水艇和水艇和鱼群3. Medical examination equipment身体检查设备4. Cleaner(15~50KHz)超声波清洗机5.Humidifier 超声波增湿机6.Welding(15~40KHz)超声波焊接9Reasons for Use of Ultrasonics使用超声波的理由Reasons for Use of Ultrasonics 使用超声波的理由1. Evaluation of semiconductor reliability评估半导体可靠性Existing the only estimation method of semiconductor reliability目前仅有的评估半导体可靠性的方法2. Nondestructive inspection of internal defects对内部缺陷进行无损检测Keep fine defects which can be lost by destructive inspection可以保留在损坏性检测中被丢失的细微缺陷Reuse of good samples after inspection样品通过检测后可以继续使用10Structure of QFP QFP 的结构图Structure of QFP QFP 的结构图EMC Epoxy Cu Lead FrameCu L/FCu L/FSilicon ChipGold WireHS JangDDeetteeccttaabblleeDDeeffeeccttss 可可以以检检测测到到的的缺缺陷陷1. Delamination（离层） 2. Package Crack（塑封体裂缝） 3. Die Crack（硅片裂缝） 4. Void（空洞） 5. Tilt（硅片倾斜） 6. Foreign Materials （外来杂质）VoidDelamination Chip CrackPKG CrackPKG Crack11HS JangIInnssppeeccttiioonnuussiinnggUUllttrraassoonniicc 使使用用超超声声波波检检测测的的原原理理Signals in Digital OscilloscopeTransducer 超声波探头Ultrasonic 超声波EMCPackage SurfaceDie SurfaceDieDie BottomDie Attach AdhesivePackage SurfaceGateDie SurfaceDie BottomInspect defects using reflected signal in each interface 用反射信号检测每个界面的缺陷12HS JangIInnssppeeccttiioonnMMeetthhooddss 检检测测方方法法1. Pulse Echo Methods（脉冲回波方法）1) A-scan : Inspection with waveform displayed on oscilloscope. A-扫描方式：检测波形并显示在示波器上2）B-scan : Inspection with vertically x-sectioned 2-d image. B-扫描方式：检测垂直x方向的二维截面图3）C-scan : Inspection with horizontally x-sectioned 2-d image.. C-扫描方式：检测水平x方向的二维截面图4） TAMI : C-Scan with multiple(2~999) gate TAMI扫描模式：可以同时扫描出2-999层C-扫描方式2. Thru-Transmission Method（透射方法）1) T-scan : Inspection with transmitted signal. T-扫描方式：检测透射信号13HS JangPPuullsseeEEcchhoo&&TThhrruu--TTrraannssmmiissssiioonn 脉脉冲冲回回波波和和透透射射Pulse Echo 脉冲回波Thru-Transmission 透射传输14HS JangSSttrruuccttuurreeooffaaSSccaannnneerrWWhhiicchhuusseessbbootthhPPuullssee EEcchhooaannddTThhrruu--TTrraannssmmiissssiioonn 同同时时使使用用脉脉冲冲回回波波和和透透射射的的扫扫描描图图Transducer for Pulse Generation and Receiver for Pulse Echo用于脉冲发射和脉冲回波接收的探头Transducer for Thru-Transmission接收探头用于透射Water 水15HS JangAA--SSccaann AA--扫扫描描方方式式1. Inspect defects with the phase and the magnitude ofreflected waves on oscilloscope. 用在示波器上显示出反射波的相位和大小来检测缺陷2. Merit : The most accurate inspection method.优点： 最精确的检测方式3. Weak Point : Only one point analysis is available not plane.弱点：只能对于一个点进行分析不能对于一个平面分析4. Used to confirm the inspection results. 用于确认检测结果UltrasonicPKG SurfaceDie SurfaceDie BottomPKG Surface Die Surface Die Bottom16HS JangStethoscope 听诊器AA--SSccaann AA--扫扫描描方方式式17HS JangAA--SSccaann AA--扫扫描描方方式式PKG Surface Die Surface塑封体表面芯片表面18HS JangAA--SSccaann19HS JangBB--SSccaann BB--扫扫描描方方式式1. Show the vertically x-sectional image from each interface. 显示每个界面垂直x方向的截面图2. Detectable defects : Crack, Tilt and Void. 检测的缺陷： 裂缝，倾斜和空洞3. Merit : Analysis of the level of defects are possible. 优点：可以分析水平缺陷2021B-Scan B-扫描方式B-Scan B-扫描方式22B-Scan B-扫描方式B-Scan B-扫描方式23B-Scan B-扫描方式B-Scan B-扫描方式PKG SurfaceP K G C r a c kD ie S u r f a c e24B-Scan B-扫描方式B-Scan B-扫描方式25C-Scan C-扫描方式C-Scan C-扫描方式1.Shows the horizontally x-sectioned images after focus at an interface.在一个界面对焦后显示的平行x 方向的图片2.Detectable defects : Delamination, Die crack.检测的缺陷的缺陷：：离层，芯片裂缝3. Merit : The most precise inspection method.优点：最精确的检测方式4. Weak point : Needs expertise(Solution : TAMI).弱点弱点：：需要专家分析家分析（（解决方案方案：：TAMI)26C-Scan C-扫描方式C-Scan C-扫描方式E M CEMC27C-Scan C-扫描方式C-Scan C-扫描方式Dimple Pad Bottom of TSOPDie Surface of QFP281.Shows the 2~999 sheets of horizontally x-sectioned imagesof all interfaces. 显示所有界面上平行于X 方向的2 ~999层图象2.Detectable defects 可探测缺陷: All kinds of defects. 所有种类的缺陷3.Merit 优点:1) Do not need expertise. 不需要专家2) Do not need focusing. 不需要聚焦3) Inspection of any thin interface is possible. 可以检查任何细微的界面(Detectable minimum layer thickness : 1.5X ofwavelength) 可探测最小层厚可探测最小层厚：：波长的1。