Test par ultrasons à impulsions et échos
L'écho pulsé méthode est le fondement de la plupart ultrasonique test. Un transducteur émet une courte impulsion sonore à haute fréquence dans un matériau. Cette impulsion se propage jusqu'à ce qu'elle atteigne une limite ou un défaut, renvoyant une partie de l'énergie sous forme d'écho. Le même transducteur détecte cet écho et le temps de vol est utilisé pour calculer la profondeur du réflecteur, ce qui permet de détecter les défauts et de mesurer l'épaisseur.
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.
L'onde réfléchie, ou écho, retourne au transducteur. L'élément piézoélectrique convertit l'énergie acoustique renvoyée en un signal électrique. Le composant récepteur de l'émetteur-récepteur d'impulsions amplifie ce faible signal. L'horloge interne du système mesure le temps précis écoulé entre la transmission initiale de l'impulsion et la réception de l'écho. C'est ce que l'on appelle le "temps de vol" (ToF).
Connaissant la vitesse du son dans le matériau spécifique testé ([latex]c[/latex]), la distance ([latex]d[/latex]) au réflecteur peut être calculée à l'aide de la formule [latex]d = (c multiplié par ToF) / 2[/latex]. La division par deux est nécessaire car le temps mesuré tient compte du trajet aller-retour du son vers le réflecteur. Les résultats sont généralement affichés sur un écran sous la forme d'un balayage A, qui représente l'amplitude du signal en fonction du temps, ce qui permet à un opérateur qualifié d'identifier l'emplacement, la taille et l'orientation des défauts internes.
UNESCO Nomenclature: 3322
- Science des matériaux
Perturbation
Révolutionnaire
Usage
Utilisation généralisée
Précurseurs
- développement de sonars pour la détection sous-marine
- découverte de l'effet piézoélectrique par Jacques et Pierre Curie
- compréhension fondamentale de la propagation des ondes sonores dans les solides
- besoin industriel de détection des défauts internes dans la fabrication et l'infrastructure
Applications
- inspection des soudures dans les structures critiques
- mesure de l'épaisseur des tuyaux et des réservoirs
- échographie médicale pour l'imagerie des organes
- inspection des matériaux composites aérospatiaux pour le délaminage
- cartographie de la corrosion dans l'industrie pétrolière et gazière
Idées d'innovations potentielles
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