Метод регистрации ультразвуковых тестовых сигналов на 3-мерных изображениях

Исследователи из института Фраунгофера разработали решение для испытания электронных компонентов, принцип которого заключается в регистрации микроразрывов и брака на 3-мерных изображениях при помощи ультразвука. Метод аналогичен медицинской компьютерной томографии.

«Такие изображения отобразят брак в любых материалах. При этом мы видим точные размеры и местоположение дефектов, – отмечает профессор Ганс-Георг Германн. – Снимки позволяют исключить затратный по времени процесс ручного исследования данных, обычно применяемого во время испытания компонентов при помощи ультразвука».

Решение построено на основе технологии фазированных решёток, в которой несколько пробников исследований размещаются один за другим рядами либо слоями. Это позволяет ультразвуковым волнам единовременно проникать в обширные зоны материала.

Исследователи смогли реализовать отдельное управление пробниками, чтобы позволить инженерам сфокусироваться на отдельных частях исследуемого материала. Кроме того, был разработан алгоритм генерирования 3-мерного изображения от различных индивидуальных сигналов. Результаты можно рассмотреть на компьютере.

«Пространственное разрешение таких изображений значительно выше по сравнению с традиционными методами. Более того, работа алгоритма доступна в реальном времени, что позволяет значительно ускорить процесс испытаний», – говорит Германн.

В процессе исследования также используется робот, упрощающий тестирование материалов, с которыми традиционно трудно работать. Исследование полимеров, усиленных оптоволокном, как раз подходит для такой технологии.

Для анализа дефектов материала инженер может просматривать изображения под различным углом, вращать их, либо выбирать конкретные области. Также можно делать продольные и поперечные разрезы изображений.

В промышленных системах большой объём тестирования компонентов может быть достигнут за счёт применения робота, связанного по интерфейсу с испытательной системой. При помощи робота осуществляется полное сканирование компонентов. Сгенерированные 3-мерные изображения затем автоматически проверяются по специальным адаптированным алгоритмам. Таким образом, данная работа снимается с плеч инженера.

Тестирование качества – лишь один пример возможного использования нового решения. «Наша технология пригодна для использования на всём протяжении жизненного цикла продукта: от получения характеристик материала до испытания компонентов системы, от ремонта до переработки», – отмечает профессор института Фраунгофера, Бернд Валеске.

На текущий момент, новое решение проходит сертификацию в рамках производственного проекта. Исследователи Фраунгофера покажут свою испытательную систему на выставке Hannover Messe с 7 по 11 апреля.