Ultrasoniske fordypningsoverførere er kjerneutstyret for industrielt ikke-destruktiv testing . Dets arbeidsprinsipp er avhengig av forplantningsegenskapene til lydbølger i forskjellige medier . Denne artikkelen analyserer systematisk kjerneprinsippet i denne teknologien fra tre aspekter: Fysisk:
Kjernekomponenten i transduseren er en piezoelektrisk keramisk krystall . Når en ekstern elektrisk puls (typisk 50–100 V) påføres over krystallen, oppstår mekanisk vibrasjon i den omvendte piezoelektriske effekten. Denne vibrasjonen som ligger så langitisk til å tømme. Range . Frekvensvalg påvirker direkte ytelse:
High-frequency waves (>5 MHz) tilbyr høyere oppløsning, egnet for tynnveggede komponenter .
Lavfrekvente bølger (<2 MHz) provide higher penetration, ideal for thick materials.
Kritisk betydning av vannkobling
Det unike trekk ved nedsenkingstesting er bruk av vann som koblingsmedium . Etter å ha blitt sendt ut fra transduseren, kommer lydbølgen først inn i vannlaget . på grunn av den signifikante forskjellen i akustisk/yrk (≈1 {≈}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}. Mer enn 99% av lydbølgen gjenspeiles ved vann-luftgrensesnittet . Presis kontroll av tykkelsen på vannlaget (typisk 5-100 mm) sikrer effektiv energioverføring til testprøven.
Akustisk forplantning og defektdeteksjonsmekanisme
Lydbølger skriver inn materialet og forplanter seg i henhold til Huygens -prinsippet . Defekter (e . g ., sprekker, hulrom) forårsaker grensesnittrefleksjoner og spredning . Echo -signalet mottatt av transducen -stistene til to main main main compon:
Ryggvegg ekko: Refleksjon fra bunnoverflaten av materialet .
Defekt ekko: tidlige refleksjoner fra defekt interaksjoner .
Ved å måle tidsforskjellen (ΔT) mellom disse ekkoene og bølgehastigheten "C" i materialet (stål ≈ 5900 m/s, aluminium ≈ 6300 m/s), kan dybden på defekten beregnes:
Signalbehandling og avbildningsteknikker
Moderne fordypningssystemer inneholder en digital signalprosessor (DSP) for følgende funksjoner
Få kompensasjon: Automatisk justering av signalstyrke til demping .
Støyfiltrering: Eliminering av omgivelsesstøy ved hjelp av et båndpassfilter .
Bølgeformanalyse: Ekstraksjon av defektfunksjoner ved bruk av FFT -algoritmen .
Det avanserte systemet kan visualisere defektplassering og morfologi gjennom B-Scans (2D tverrsnittskartlegging) og C-Scans (3D Volumetric Mapping) .