看透塑料的「五髒六腑」

（德國之聲中文網）一支機械臂把浸在水池裡的超聲波探頭，在水池裡的碳纖維復合板上來回移動，旁邊的屏幕上，就同步出現一個彩色三維圖，把碳纖維復合板裡的所有細節--雜質、氣泡也好，還是裂紋、變形部位，亦或是層狀構造和粘接在一起的纖維板的均勻程度等，一一暴露無遺。而研究人員就可以根據這些細節，來判定這塊材料的加工品質和耐久性。

"就是材料裡缺陷的大小和其精確位置，我們也可以識別出來。"弗勞恩霍夫無損檢測研究所（IZFP）的漢斯-格奧爾格•赫爾曼教授（Hans-Georg Herrmann）說道。赫爾曼領導的部門專門研發新的無損檢測方法。比如說，在把用碳纖維復合材料做成的機翼安裝到飛機上之前，就需要對它再進行一次徹底的檢查，檢查它的"五髒六腑"是否真的沒有問題，而這時，超聲波技術就是最佳選擇，因為超聲波的"火眼金睛"不會放過任何疵瑕，而且超聲波技術是典型的無損探傷，不用鑽孔，不用取樣，不會傷到零件的一絲"毛發"。

廣泛應用於醫學領域的方法

大部分老百姓是因為看病，譬如說看心臟內科，才知道有個超聲波技術的。孕婦也知道，就是人們常說的超音波。超音波成像技術如今已經非常成熟，以至在孕婦做超音波檢查時，父母可以在屏幕上看到胎兒清晰的細節。

不過，兩種方法之間，還是有差別的：纖維板是放在水裡的，水在這裡起的是更好地傳播超聲波的作用；而在人的皮膚和超聲波探頭之間，卻是抹一層凝膠，起同樣的作用。還有一個差別就是做超音波檢查，是醫生的手，而不是機械臂在操作探頭。

三維圖

但兩者最大的差別，還是在對超聲波訊號的處理方面了，因為對這些訊號，現在有了全新的計算機圖像分析和處理方法，而且其品質還在不斷完善。弗勞恩霍夫無損檢測研究所的研究人員就成功地開發出一種算法，可以利用機械臂上的超聲波探頭所探測到的信号，生成高解析度的三維圖像，這實際上就是一種超聲波斷層掃描成像法。也就是說，研究人員可以"看"清纖維板裡的立體情況。這一點對檢測不規則零件如汽車車身就非常重要，因為裡面的纖維定向，四面八方的都有。

這種"特異功能"，其實最終要歸功於機械臂終端那個構造極為複雜的超聲波探頭。這個探頭裡面挨個排放了很多單個振蕩器探頭，這樣就可以對工件進行一片一片的檢測，而不是傳統地一個點一個點地進行，從而可以大大提高檢測速度。

這套系統的獨到之處還在於可以單獨控制每一個單個振蕩器，這樣一來就可以特別聚焦材料中的某一點。"用這種方法拍出的圖像，其對材料裡各个地方的解析度要比迄今常用的方法好得多。"赫爾曼教授強調說："同時我們還能大大提高檢測速度。"這種新技術可以做到即時向檢測人員提供數據，這一點非常重要，是該技術將來是否可以常規應用到汽車或飛機生產線上的一個關鍵要素。

作者：Fabian Schmidt 編譯：施彥

責編：石濤