Teste ultrassônico de matriz faseada (PAUT)
Matriz de fase Ultrassônico O teste (PAUT) emprega um transdutor multi-elemento onde cada elemento é pulsado independentemente com atrasos de tempo precisos, calculados por computador. Controlando essa fase, o feixe ultrassônico resultante pode ser direcionado, focalizado e escaneado eletronicamente sem a necessidade de mover fisicamente a sonda. Isso proporciona imagens rápidas e detalhadas de falhas, especialmente em geometrias complexas, superando as técnicas convencionais de elemento único.
O princípio fundamental da PAUT é a interferência construtiva e destrutiva de ondas, conforme descrito pelo princípio de Huygens. Uma sonda PAUT consiste em uma matriz de pequenos elementos transdutores individuais (de 16 a 256 ou mais). Um instrumento controlado por computador envia pulsos elétricos precisamente sincronizados para cada elemento. Se todos os elementos forem pulsados simultaneamente, eles produzem um feixe ultrassônico padrão e reto. No entanto, ao introduzir pequenos atrasos entre o disparo de elementos adjacentes, cria-se uma defasagem na abertura da sonda.
Essa mudança de fase faz com que as ondas individuais interfiram de tal forma que a frente de onda combinada seja direcionada em um ângulo ou focalizada em uma profundidade específica. Por exemplo, atrasando progressivamente os pulsos de uma extremidade da matriz à outra, o feixe pode ser varrido por uma gama de ângulos, criando uma "varredura setorial" ou varredura em S. Isso permite que um grande volume de material seja inspecionado a partir de uma única posição da sonda. Da mesma forma, aplicando um padrão de temporização parabólica, o feixe pode ser focalizado, aumentando sua intensidade e melhorando a resolução em uma profundidade específica.
Este controle eletrônico oferece imensa flexibilidade e velocidade. Uma solda inteira pode ser inspecionada rapidamente combinando a varredura eletrônica ao longo do comprimento da matriz com a varredura angular. Os dados são frequentemente apresentados em imagens 2D ou 3D codificadas por cores de fácil interpretação (varreduras S, varreduras C), que fornecem uma representação mais intuitiva da localização e do tamanho da falha em comparação com a simples varredura A do ultrassom convencional.
UNESCO Nomenclature: 3322
Ciência dos materiais
Precursores
- Tecnologia de antena de matriz faseada desenvolvida para radar e sonar
- advances in microelectronics and digital signal processing for controlling many channels
- métodos convencionais de teste ultrassônico de elemento único
- Princípio de propagação de ondas de Huygens
Aplicações
- Inspeção de soldas em usinas nucleares e oleodutos.
- Indústria aeroespacial para inspeção de estruturas compostas e soldas por fricção.
- Imagens médicas, particularmente em ecocardiografia e obstetrícia.
- Mapeamento da corrosão em tanques de armazenamento e tubulações petroquímicas
- Inspeção de componentes de geometria complexa, como pás de turbina.
Ideias de Inovação Potencial
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Relacionado a: phased array, PAUT, direcionamento de feixe, formação de feixe, END (Ensaios Não Destrutivos), imagem ultrassônica, matriz de transdutores, inspeção de solda, testes não destrutivos, escaneamento eletrônico.