Equipo de ensayos ultrasónicos: componentes y principios

El objetivo del equipo ultrasónico utilizado en la técnica de pulso-eco es hacer que la diferencia entre «entrada de sonido» y «salida de sonido» sea técnicamente medible, es decir, para que pueda ser evaluado. Ya sea un instrumento simple que funciona con baterías o una instalación de prueba con evaluación y control automáticos, siempre se utilizan los mismos componentes.

3.1 Unidad de control. Esta unidad determina la secuencia del ciclo de prueba, es decir, cuándo transmitir y cuándo recibir y evaluar.

3.2 Generador de pulsos. Genera el pulso que induce a la sonda a oscilar mecánicamente.

3.3 Sondas. La sonda transforma los pulsos eléctricos en oscilaciones mecánicas (ultrasonido) y viceversa, convierte las oscilaciones sonoras en eléctricas. Las sondas del transmisor y del receptor pueden ser idénticas (funcionamiento con una sola sonda) o independientes (funcionamiento TR, funcionamiento en tándem).

3.4 Amplificador. El amplificador amplifica y filtra la señal recibida y transformada por la sonda. La ganancia puede ser lineal o logarítmica.

3.5 Evaluación. A veces ya se ha hecho mediante la característica de ganancia. Normalmente, las señales se clasifican en señales que son inferiores o superiores a un nivel umbral. Al instrumento que hace esto se le conoce como monitor.

3.6 Salida. Aquí la señal recibida convertida y evaluada puede seguir procesándose según un programa preseleccionado y puede imprimirse, visualizarse o almacenarse.

En la fig. 5 se muestra el diseño básico del equipo ultrasónico que convierte la señal entrante, la amplifica y luego la muestra en la pantalla. En instalaciones automáticas la pantalla se suele sustituir por una unidad más adecuada. En la fig. 6 se muestra el principio de un circuito monitor para evaluar indicaciones según sus amplitudes y tiempos de tránsito. Un circuito de puerta supervisa un intervalo de tiempo de tránsito específico. Si el amplificador emite una señal dentro de este intervalo de tiempo, la señal puede, por ejemplo, volverse a convertir mediante un amplificador grabador y luego evaluarse como analógica o digital.

En lugar de un amplificador grabador, la salida SÍ/NO del circuito de umbral se puede enrutar a través de un amplificador de interfaz que genera señales utilizadas para controlar el proceso de ensayo. Al realizar pruebas, es muy importante tener en cuenta la relación entre la frecuencia de repetición del pulso y los ciclos de prueba (movimiento de la sonda o muestra de prueba, etc.). Si no se considera esta relación de tiempo, se podrían producir errores considerables, es decir, ignorando los reflectores del material y el recuento múltiple de reflectores, se consigue la mejor salida de datos, aunque todas las partes del sistema funcionen perfectamente y los resultados sean reproducibles. La documentación de los resultados de las pruebas es tan variada como el número de problemas de prueba. Con los instrumentos utilizados para pruebas manuales, es habitual tener una pantalla CRT o LCD en la que se muestra la amplitud de la señal encima del tiempo de tránsito en forma de un A-scan (fig. 6a). En este caso, también es posible una visualización mediante una serie de diodos. Si, en la pantalla, la ubicación del reflector solo está dada por dos dimensiones, entonces una tiene un C-scan. Como almacenamiento de información se utilizan también a menudo tiras de impresión y trazos adecuados para el C-scan (fig. 7).