Ultrasonični potopni pretvorniki so temeljna oprema za industrijsko nedestruktivno testiranje . Njegovo delovno načelo se opira na značilnosti širjenja zvočnih valov v različnih medijih . Ta prispevek sistematično analizira temeljno načelo te tehnologije iz treh vidikov: fizično obdelavo signalov, obdelava signalov in sistemsko obdelavo in sistemsko obdelavo: fizično obdelavo in sistemsko strukturo: fizično obdelavo signalov in sistema.
Jedrna komponenta pretvornika je piezoelektrični keramični kristal ., ko se zunanji električni impulz (običajno 50–100 V) uporablja po kristalu, mehanske vibracije se pojavi prek inverznega piezoelektričnega učinka ., ki se v okviru 1 -vibrira, ki se pojavi kot hrepeneče vave, ki se pojavljajo hrepeneče vave, ki se pojavljajo hrepeneč kot hrepenenje, ki se pojavljajo hrepeneč kot hrepenenje, ki se pojavljajo hrepeneč kot hrepenenje, ki se pojavljajo hrepeneč kot hrepenenje kot hrepeneče vave, ki se pojavljajo hrepeneč kot hrepeneče vave, ki se pojavljajo hrepeneč kot dolgo Frekvenčni razpon . Izbira frekvence neposredno vpliva na uspešnost:
High-frequency waves (>5 MHz) Ponudite višjo ločljivost, primerno za tankostenske komponente .
Nizkofrekvenčni valovi (<2 MHz) provide higher penetration, ideal for thick materials.
Kritični pomen vodne sklopke
Edinstvena značilnost potopnega testiranja je uporaba vode kot medija za sklop . Po tem, ko je bil izpuščen iz pretvornika, zvočni val najprej vstopi v vodno plast . zaradi pomembne razlike v akustični impedanci med vodo (≈1. 5 × 10 × 10⁶)) Več kot 99% zvočnega vala se odraža na vmesniku vodnega zraka . Natančen nadzor debeline vodne plasti (običajno 5-100 mm) zagotavlja učinkovit prenos energije v preskusni vzorec.
Mehanizem akustičnega širjenja in odkrivanja napak
Zvočni valovi vnesejo gradivo in se razmnožujejo po načelu Huygens . napake (e . g ., razpoke, praznine) povzročajo odseve vmesnika in razprševanje {{3} signal odmev, ki jih je transduktor prejel dva glavna komponenta:
Zadnja stena Echo: Odseva od spodnje površine materiala .
Odmevi okvare: Zgodnji odsevi interakcij okvare .
Z merjenjem časovne razlike (ΔT) med temi odmevi in hitrostjo valov "C" v materialu (jeklo ≈ 5900 m/s, aluminij ≈ 6300 m/s), lahko izračunamo globino napake:
Tehnike obdelave in slikanja signalov
Sodobni potopni sistemi vključujejo digitalni procesor signala (DSP) za naslednje funkcije
Nadomestilo za pridobitev: samodejno nastavitev trdnosti signala na slabljenje .
Filtriranje hrupa: Odprava hrupa v okolju s filtrom pasu .
Analiza valovnih oblik: Ekstrakcija lastnosti napak z uporabo algoritma FFT .
Napredni sistem lahko vizualizira lokacijo napak in morfologijo prek B-SCAN (2D preslikava preseka) in C-SCAN (3D volumetrično preslikavo) .