Quali sono i diversi tipi di sonde a ultrasuoni?

Il controllo a ultrasuoni dei materiali non può essere eseguito senza l'ausilio di sonde, ossia strumenti in grado di generare onde sonore. Tali sonde possono essere utilizzate come generatori e ricevitori di onde sonore e quindi rivestono un'importanza decisiva nel sistema delle prove sui materiali. Esse hanno un'influenza decisiva sui segnali di uscita e di ingresso. Per localizzare un determinato riflettore e determinarne le dimensioni, le caratteristiche specifiche della sorgente sonora e del ricevitore sonoro devono essere già note e ovviamente prese in considerazione. I tipi di sonde sono tanto vari quanto i tipi di campioni e i tipi di riflettori da rilevare. Sono disponibili sonde per diversi tipi di materiali e di diverse dimensioni, per il contatto diretto con il campione nonché per la tecnica di immersione, per fasci normali e inclinati, per impulsi brevi o lunghi. Per la generazione e la ricezione delle onde sonore, la tecnica del suono a impulsi utilizza quasi esclusivamente piastre piezoelettriche (trasformatori) realizzate in vari materiali ceramici, come il titanato di bario, il metaniobato di piombo, il piombo-zirconato, ecc. Queste piastre vengono fatte oscillare meccanicamente per mezzo di brevi impulsi elettrici. Un elemento di smorzamento sul retro del trasduttore (che consente anche di collegare la sonda di campionamento) smorza le oscillazioni della piastra piezoelettrica ed è così che si crea l'impulso ultrasonico (fig. 8). Se lo smorzamento è debole, l'impulso è lungo e il suo spettro di frequenza è a banda stretta ed è vicino alla frequenza di risonanza della piastra piezoelettrica. Lo smorzamento intenso produce brevi impulsi a banda larga come mostrato nella figura 9. Questi impulsi molto brevi offrono un'alta risoluzione e consentono di effettuare misurazioni precise del tempo di transito.

Le sonde che irradiano le loro onde sonore perpendicolarmente alla superficie del campione sono note come sonde a fascio normale e le sonde che irradiano i loro raggi sonori ad angolo sono note come sonde a fascio angolare (fig. 10, 11). Le sonde che hanno elementi separati per le funzioni di trasmissione e ricezione (in modo erroneo, anche per le altre!) vengono chiamate sonde trasmettitore/ricevitore (TR) (fig.12).

Ogni sonda genera un impulso sonoro nel campione corrispondente alle figure 8 o 9. Tuttavia, l'oscillazione non deve essere assolutamente in questa forma e sullo schermo. Il raddrizzamento e il livellamento del componente ricevente possono far apparire sullo schermo una forma di impulso che non ha molta somiglianza con l'impulso sonoro del campione di prova (cosmetici dello schermo fig. 13).

Questo tipo di cosmetici per schermi presenta lo svantaggio che le informazioni relative allo stato dell'esemplare migliore contenute nell'impulso originale come da figg. 8 e 9 vengono più o meno perse.