Co to są badania ultradźwiękowe?

Testy ultradźwiękowe to wykorzystanie dźwięku o wysokiej częstotliwości do kontroli materiałów. Częstotliwość dźwięku zwykle waha się od 0,5 MHz do 25 MHz, czyli znacznie powyżej tego, co słyszy człowiek. Wykorzystywany jest dźwięk o wysokiej częstotliwości, ponieważ bez trudu przenika on większość materiałów, co umożliwia przeprowadzenie badań nieniszczących. Zwykle służy do wyszukiwania pęknięć, pomiaru głębokości materiału oraz sprawdzania korozji i niedoskonałości.

Test ultradźwiękowy polega na odbijaniu dźwięku od obiektu i interpretowaniu powstałego echa. Przechodzi przez materiał, dopóki fale dźwiękowe nie napotkają nieregularności. Operatorzy zwykle zauważają to jako „nieciągłość”. Analizując nieciągłość, operator może ustalić, czy w materiale występuje wada.

Grubość materiałów takich jak metale, ceramika i tworzywa sztuczne można zmierzyć za pomocą badań ultradźwiękowych. Badanie grubości ultradźwiękowej odbywa się głównie poprzez obliczenie czasu, w którym dźwięk odbija się od dna materiału. Różne materiały zazwyczaj odbijają dźwięk w różnym tempie. Mierząc zmianę czasu potrzebnego do odbicia dźwięku, operator jest w stanie zmierzyć grubość każdego materiału na powierzchni wielowarstwowej.

Istnieje kilka rodzajów ultradźwiękowych urządzeń testujących, w zależności od wymaganego zastosowania. Wybór sprzętu jest na ogół podyktowany temperaturą, grubością, geometrią i odwróceniem faz materiału. Ultradźwiękowy sprzęt testowy zazwyczaj składa się z trzech elementów: przetwornika, sprzęgu i systemu obrazowania. Technik obsługuje ultradźwiękowy sprzęt testujący, ręcznie przesuwając sondę po powierzchni testowanego obiektu i interpretując uzyskane dane.

Przetwornik lub sonda wytwarza i odbiera dźwięk. Zwykle przetwornik wysyła dźwięk w postaci wiązki prostej lub wiązki kątowej. Przetworniki z wiązką prostą są szerzej stosowane niż przetworniki z wiązką kątową, które są często używane do ultradźwiękowych badań spoin.

Na badaną powierzchnię nakłada się środek sprzęgający, który działa jako medium między przetwornikiem a powierzchnią. Jego głównym celem jest przekazywanie dźwięku na powierzchnię. Zwiększa również dokładność, zapobiegając utracie fal dźwiękowych. Couplants są często wykonane z żelu lub pasty. Woda jest jednak często stosowana jako sprzęgło przy zastosowaniu przetwornika zanurzeniowego.

Dane z testu można odczytać za pomocą systemu obrazowania. System obrazowania zwykle zawiera elementy sterujące i procesor. W niektórych urządzeniach przenośnych przetwornik jest również zintegrowany z systemem obrazowania.