تجزیه و تحلیل اصل کار مبدل های غوطه وری اولتراسونیک

مبدل های غوطه وری اولتراسونیک تجهیزات اصلی برای آزمایش غیر مخرب صنعتی هستند. اصل کار آن به ویژگی های انتشار امواج صوتی در رسانه های مختلف متکی است {{2} این مقاله به طور سیستماتیک اصل اصلی این فناوری را از سه جنبه تجزیه و تحلیل می کند: مکانیسم فیزیکی ، پردازش سیگنال و ساختار سیستم {{{{3} 3} 3} {3 {{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{3}

مؤلفه اصلی مبدل یک کریستال سرامیکی پیزوالکتریک است . هنگامی که یک پالس الکتریکی خارجی (به طور معمول 50-100 ولت) در سراسر کریستال اعمال می شود ، لرزش مکانیکی از طریق اثر پیزو الکتریکی معکوس رخ می دهد.} این لرزش به همان اندازه که در طول 1 -20 از طیف وسیعی از mems {mhz استفاده می کند ، معمولاً در طول قسمت های طولی در طول meaves mears وجود دارد. انتخاب فرکانس به طور مستقیم بر عملکرد تأثیر می گذارد:

High-frequency waves (>5 مگاهرتز) وضوح بالاتری را ارائه دهید ، مناسب برای اجزای دیواره نازک.

امواج با فرکانس پایین (<2 MHz) provide higher penetration, ideal for thick materials.

ویژگی منحصر به فرد آزمایش غوطه وری استفاده از آب به عنوان محیط اتصال . پس از انتشار از مبدل ، ابتدا موج صدا وارد لایه آب می شود . به دلیل تفاوت معنی داری در مقاومت آکوستیک بین آب (1 {9.}} 5 × 10 × 10⁶ kg/kg kg/kg (md 4 ind)) بیش از 99 ٪ از موج صدا در رابط آب و هوا منعکس می شود . کنترل دقیق ضخامت لایه آب (به طور معمول {10} mm) انتقال انرژی کارآمد را به نمونه آزمایش تضمین می کند.

امواج صوتی وارد مواد می شوند و مطابق با اصل Huygens .}} (e . .} ، شکاف ها ، حفره ها) باعث بازتاب های رابط و پراکندگی. سیگنال اکو شده است که توسط Transducer Consists of Two Components از دو ترکیب اصلی دریافت می شود.

Echo Wall Back: بازتاب از سطح پایین مواد .

پژواک های نقص: بازتاب های اولیه از تعامل نقص .

با اندازه گیری اختلاف زمان (ΔT) بین این پژواک ها و سرعت موج "C" در مواد (فولاد 5900 متر بر ثانیه ، آلومینیوم 6300 متر بر ثانیه) ، عمق نقص را می توان محاسبه کرد:

سیستم های غوطه وری مدرن یک پردازنده سیگنال دیجیتال (DSP) را برای عملکردهای زیر درج می کنند

جبران خسارت: تنظیم خودکار استحکام سیگنال برای میرایی .

فیلتر نویز: از بین بردن نویز محیط با استفاده از فیلتر باند .

تجزیه و تحلیل شکل موج: استخراج ویژگی های نقص با استفاده از الگوریتم FFT {{0}

سیستم پیشرفته می تواند موقعیت نقص و مورفولوژی را از طریق Scans (نقشه برداری مقطع 2D) و C-Scans (نقشه برداری حجمی 3D).} تجسم کند