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Test ultrasonici a impulsi echi

1940
  • Floyd Firestone
Tecnico che esegue un test ultrasonico a impulsi echi su un tubo metallico in un laboratorio.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

L'eco a impulsi metodo è il fondamento della maggior parte ultrasuoni test. Un trasduttore emette un breve impulso sonoro ad alta frequenza in un materiale. Questo impulso viaggia fino a colpire un limite o un difetto, riflettendo una parte dell'energia come eco. Lo stesso trasduttore rileva l'eco e il tempo di volo viene utilizzato per calcolare la profondità del riflettore, consentendo il rilevamento dei difetti e la misurazione dello spessore.

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'onda riflessa, o eco, torna al trasduttore. L'elemento piezoelettrico converte l'energia acustica di ritorno in un segnale elettrico. Il componente ricevitore del pulsatore-ricevitore amplifica questo debole segnale. L'orologio interno del sistema misura il tempo preciso trascorso tra la trasmissione iniziale dell'impulso e la ricezione dell'eco. Questo tempo è noto come "tempo di volo" (ToF).

Conoscendo la velocità del suono nel materiale specifico in esame ([latex]c[/latex]), la distanza ([latex]d[/latex]) dal riflettore può essere calcolata con la formula [latex]d = (c per ToF) / 2[/latex]. La divisione per due è necessaria perché il tempo misurato tiene conto del viaggio del suono verso il riflettore e viceversa. I risultati vengono generalmente visualizzati su uno schermo sotto forma di A-scan, che traccia l'ampiezza del segnale rispetto al tempo, consentendo a un operatore esperto di identificare la posizione, le dimensioni e l'orientamento dei difetti interni.

UNESCO Nomenclature: 3322
- Scienza dei materiali

Tipo

Metodo di test

Interruzione

Rivoluzionario

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • sviluppo del sonar per il rilevamento subacqueo
  • scoperta dell'effetto piezoelettrico da parte di Jacques e Pierre Curie
  • comprensione fondamentale della propagazione delle onde sonore nei solidi
  • necessità industriale di rilevamento di difetti interni nella produzione e nelle infrastrutture

Applicazioni

  • ispezione delle saldature in strutture critiche
  • misurazione dello spessore di tubi e serbatoi
  • ecografia medica per l'imaging degli organi
  • ispezione di materiali compositi aerospaziali per delaminazione
  • mappatura della corrosione nell'industria petrolifera e del gas

Brevetti:

  • US2280226

Idee e potenziali innovazioni

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Correlato a: eco a impulsi, test a ultrasuoni, NDT, rilevamento di difetti, tempo di volo, trasduttore, riflessione, ispezione, test sui materiali, Floyd Firestone.

Contesto storico

Test ultrasonici a impulsi echi

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(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

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