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Prueba ultrasónica de matriz en fase (PAUT)

1980
Técnico realizando pruebas de ultrasonidos phased array en un componente metálico en una fábrica.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

Matriz en fase Ultrasónico (PAUT) emplea un transductor multielemento en el que cada elemento recibe impulsos independientes con retardos precisos calculados por ordenador. Al controlar esta sincronización, el haz ultrasónico resultante puede dirigirse, enfocarse y escanearse electrónicamente sin mover físicamente la sonda. Esto permite obtener imágenes rápidas y detalladas de los defectos, especialmente en geometrías complejas, superando las técnicas convencionales de un solo elemento.

The core principle behind PAUT is the constructive and destructive interference of wavelets, as described by Huygens’ principle. A PAUT probe consists of an array of small, individual transducer elements (from 16 to 256 or more). A computer-controlled instrument sends out precisely timed electrical pulses to each element. If all elements are pulsed simultaneously, they produce a standard, straight ultrasónico beam. However, by introducing minute time delays between the firing of adjacent elements, a phase shift is created across the probe’s aperture.

Este desplazamiento de fase hace que las ondas individuales interfieran de tal forma que el frente de onda combinado se dirija en un ángulo o se enfoque a una profundidad específica. Por ejemplo, al retrasar progresivamente los pulsos de un extremo a otro de la matriz, el haz puede barrerse a través de una serie de ángulos, creando un "barrido sectorial" o S-scan. Esto permite inspeccionar un gran volumen de material desde una única posición de la sonda. Del mismo modo, aplicando un patrón temporal parabólico, el haz puede enfocarse, aumentando su intensidad y mejorando la resolución a una profundidad específica.

This electronic control offers immense flexibility and speed. An entire weld can be inspected rapidly by combining electronic scanning along the array’s length with the angular sweep. The data is often presented in easy-to-interpret 2D or 3D color-coded images (S-scans, C-scans), which provide a more intuitive representation of flaw location and size compared to the simple A-scan of conventional UT.

UNESCO Nomenclature: 3322
- Ciencia de los materiales

Tipo

Método de prueba

Ruptura

Sustancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Tecnología de antenas de matriz en fase desarrollada para radar y sonar
  • avances en microelectrónica y digital procesamiento de señales para controlar muchos canales
  • métodos de prueba ultrasónicos convencionales de un solo elemento
  • Principio de propagación de ondas de Huygens

Aplicaciones

  • Inspección de soldaduras en centrales nucleares y tuberías
  • Industria aeroespacial para inspeccionar estructuras compuestas y soldaduras por fricción y agitación
  • imágenes médicas, particularly in echocardiography and obstetrics
  • Mapeo de corrosión en tanques y tuberías de almacenamiento petroquímico
  • Inspección de componentes de geometría compleja como álabes de turbinas

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

  • wearable PAUT belts for continuous monitoring of aortic aneurysms
  • PAUT adaptativo impulsado por IA que optimiza automáticamente los parámetros del haz para materiales desconocidos
  • Robótica de enjambre que utiliza PAUT para la inspección colaborativa de estructuras grandes y complejas
  • integration of PAUT with realidad aumentada glasses for real-time flaw visualization on the component
  • Sondas PAUT miniaturizadas para la caracterización de la placa arterial in vivo
  • PAUT 4d para la monitorización en tiempo real de procesos de fabricación aditiva
  • Sistemas PAUT acoplados al aire para la inspección sin contacto de componentes electrónicos sensibles
  • Herramientas PAUT de fondo de pozo para el registro de integridad de pozos en la industria del petróleo y el gas
  • PAUT de grado de consumidor para detección de movimiento de seguridad avanzada para el hogar
  • Sistemas basados ​​en PAUT para la recolección robótica de frutas para evaluar la calidad interna antes de la recolección
Relacionado con: phased array, PAUT, beam steering, beamforming, END, imágenes ultrasónicas, array de transductores, inspección de soldaduras, ensayos no destructivos, barrido electrónico.

Contexto histórico

Prueba ultrasónica de matriz en fase (PAUT)

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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)

décimo año aniversario

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