Technical Support

I. Основное определение

Разворот фазы — это явление, при котором фаза сигнала подвергается инверсии (или сдвигу) на 180° в процессе распространения ультразвуковой волны, обусловленное в основном разницей акустических сопротивлений на границе раздела материалов. Когда ультразвуковая волна сталкивается с внутренними дефектами внутри материала — такими как расслоения или пустоты — фаза сигнала обратного рассеяния изменяется на противоположную из-за уникальных характеристик отражения на этих границах.

II. Условия возникновения и механизм

Неоднородность отражения на межфазных границах

Когда ультразвуковая волна проходит через границу раздела двух сред со значительно различающимися акустическими сопротивлениями (например, полимерная матрица и воздушная пустота), фаза отраженной волны может подвергнуться инверсии на 180°. Этот инвертированный сигнал создает явный контраст по отношению к сигналам отражения от нормальных межфазных границ.

Влияние типа дефекта

Такие дефекты, как расслоения и трещины, образуют разрывные акустические границы. Поэтому возникающий сигнал с развернутой фазой служит критическим и характерным признаком для надежного идентификации структурных дефектов.

III. Технические применения

Обнаружение дефектов

Сигналы с развернутой фазой позволяют визуально и надежно отметить границы дефектов расслоения. Например, при инспекции углеродонаполненных полимерных композитов (УПК) область, соответствующая инвертированной фазе, часто выделяется (например, отмечается красным цветом) для точного указания местоположения дефекта.

Улучшение качества изображения

С помощью методов преобразования Фурье для извлечения фазовой информации система может выполнять коррекцию фазы на 180° в области отрицательных частот. Этот процесс значительно повышает общее разрешение изображения и улучшает различительную способность при идентификации дефектов.

IV. Реализация функционала оборудования

Ультразвуковые сканирующие микроскопы оснащены встроенными алгоритмами фазового анализа. Эти алгоритмы могут автоматически обнаруживать сигналы с развернутой фазой, генерируя цветные кодированные изображения. Кроме того, система может количественно рассчитывать метрики дефектов, такие как процентное содержание расслоения в обнаруженной области.

Заключение: Анализ разворота фазы является основным физическим явлением, обеспечивающим обнаружение микродефектов в ультразвуковой сканирующей микроскопии. Его высокая точность аналитических возможностей значительно повышает надежность и глубину оценки структуры при внутреннем контроле материалов.