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Prueba ultrasónica de pulso-eco

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

El método de pulso-eco es la base de la mayoría de los 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.

La técnica de pulso-eco funciona según el sencillo principio de temporización de las ondas sonoras. Un dispositivo especializado denominado emisor-receptor de impulsos genera un impulso eléctrico de alto voltaje. Este impulso se envía a un transductor, que contiene un elemento piezoeléctrico que vibra en respuesta, creando una onda ultrasónica de alta frecuencia. Esta onda se propaga a través del material de ensayo. Cuando encuentra una interfaz con un acústico impedancia, como una grieta, un vacío o la pared posterior del material, se refleja una parte de la energía de la onda.

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

Disrupción

Revolucionario

Utilización

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

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