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Prueba ultrasónica de pulso-eco

1940
  • Floyd Firestone
Técnico realizando pruebas ultrasónicas de pulso-eco en una tubería de metal en un laboratorio.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

El eco de pulso método es la base de la mayoría ultrasónico pruebas. Un transductor emite un breve pulso de sonido de alta frecuencia en un material. Este pulso se desplaza hasta chocar con un límite o defecto, reflejando parte de la energía en forma de eco. El mismo transductor detecta este eco, y el tiempo de vuelo se utiliza para calcular la profundidad del reflector, lo que permite la detección de defectos y la medición del espesor.

The pulse-echo technique operates on a simple principle of timing sound waves. A specialized device called a pulser-receiver generates a high-voltage electrical pulse. This pulse is sent to a transducer, which contains a piezoelectric element that vibrates in response, creating a high-frequency ultrasonic wave. This wave propagates through the test material. When it encounters an interface with a different acoustic impedance, such as a crack, void, or the back wall of the material, a portion of the wave’s energy is reflected.

La onda reflejada, o eco, vuelve al transductor. El elemento piezoeléctrico convierte esta energía acústica de retorno en una señal eléctrica. El componente receptor del emisor-receptor amplifica esta débil señal. El reloj interno del sistema mide el tiempo preciso transcurrido entre la transmisión inicial del impulso y la recepción del eco. Es lo que se conoce como "tiempo de vuelo" (ToF).

Conociendo la velocidad del sonido en el material específico sometido a ensayo ([latex]c[/latex]), puede calcularse la distancia ([latex]d[/latex]) al reflector mediante la fórmula [latex]d = (c por ToF) / 2[/latex]. La división por dos es necesaria porque el tiempo medido tiene en cuenta el trayecto de ida y vuelta del sonido hasta el reflector. Los resultados suelen mostrarse en una pantalla en forma de A-scan, que representa la amplitud de la señal en función del tiempo, lo que permite a un operador cualificado identificar la ubicación, el tamaño y la orientación de los defectos internos.

UNESCO Nomenclature: 3322
- Ciencia de los materiales

Tipo

Método de ensayo

Ruptura

Revolucionario

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Desarrollo de sonares para detección submarina
  • descubrimiento del efecto piezoeléctrico por Jacques y Pierre Curie
  • Comprensión fundamental de la propagación de ondas sonoras en sólidos.
  • Necesidad industrial de detección de fallas internas en la fabricación y la infraestructura

Aplicaciones

  • Inspección de soldaduras en estructuras críticas
  • Medición de espesores de tuberías y tanques
  • ecografía médica para obtener imágenes de órganos
  • Inspección de materiales compuestos aeroespaciales para detectar delaminación
  • Mapeo de la corrosión en la industria del petróleo y el gas

Patentes:

  • US2280226

Ideas para posibles innovaciones

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Relacionado con: pulso-eco, ensayo por ultrasonidos, END, detección de defectos, tiempo de vuelo, transductor, reflexión, inspección, ensayo de materiales, Floyd Firestone.

Contexto histórico

Prueba ultrasónica de pulso-eco

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(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

Invención, innovación y principios técnicos relacionados.

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