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Teste ultrassonográfico de pulso-eco

1940
  • Floyd Firestone
Technician conducting pulse-echo ultrasonic testing on a metal pipe in a laboratory.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

O pulso-eco método é a base da maioria ultrassônico Teste. Um transdutor emite um pulso sonoro curto e de alta frequência em um material. Esse pulso viaja até atingir uma interface ou falha, refletindo parte da energia de volta como um eco. O mesmo transdutor detecta esse eco, e o tempo de percurso é usado para calcular a profundidade do refletor, permitindo a detecção de falhas e a medição da espessura.

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.

A onda refletida, ou eco, retorna ao transdutor. O elemento piezoelétrico converte essa energia acústica de retorno em um sinal elétrico. O componente receptor do transmissor-receptor amplifica esse sinal fraco. O relógio interno do sistema mede o tempo exato decorrido entre a transmissão do pulso inicial e a recepção do eco. Isso é conhecido como "tempo de voo" (ToF).

Conhecendo a velocidade do som no material específico que está sendo testado ([latex]c[/latex]), a distância ([latex]d[/latex]) até o refletor pode ser calculada usando a fórmula [latex]d = (c vezes ToF) / 2[/latex]. A divisão por dois é necessária porque o tempo medido leva em consideração o tempo de viagem do som até o refletor e o retorno. Os resultados são normalmente exibidos em uma tela como um gráfico A-scan, que plota a amplitude do sinal em função do tempo, permitindo que um operador treinado identifique a localização, o tamanho e a orientação de falhas internas.

UNESCO Nomenclature: 3322
Ciência dos materiais

Tipo

Método de teste

Interrupção

Revolucionário

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Desenvolvimento de sonar para detecção subaquática
  • Descoberta do efeito piezoelétrico por Jacques e Pierre Curie
  • compreensão fundamental da propagação de ondas sonoras em sólidos
  • necessidade industrial de detecção de falhas internas na fabricação e infraestrutura

Aplicações

  • Inspeção de soldas em estruturas críticas
  • Medição da espessura de tubos e tanques
  • ultrassonografia médica para visualização de órgãos
  • Inspeção de materiais compósitos aeroespaciais para detecção de delaminação.
  • Mapeamento da corrosão na indústria de petróleo e gás

Patentes:

  • US2280226

Ideias de Inovação Potencial

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Relacionado a: pulso-eco, ensaio ultrassônico, END (Ensaios Não Destrutivos), detecção de falhas, tempo de voo, transdutor, reflexão, inspeção, ensaio de materiais, Floyd Firestone.

Contexto histórico

Teste ultrassonográfico de pulso-eco

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(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

Princípios relacionados à invenção, inovação e tecnologia

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