Apparecchiature di collaudo a ultrasuoni: componenti e principi

Lo scopo delle apparecchiature a ultrasuoni utilizzate nella tecnica pulse-echo è quello di rendere tecnicamente misurabile la differenza tra "ingresso sonoro" e "uscita sonora" 1 in modo da poterli valutare. Che si tratti di un semplice strumento a batteria o di un'installazione di prova con valutazione e controllo automatici, vengono sempre utilizzati gli stessi componenti.

3.1 Unità di controllo. Questa unità determina la sequenza del ciclo di test 1 ossia quando trasmettere e quando ricevere e valutare.

3.2 Generatore di impulsi. Genera l'impulso che induce la sonda a oscillare meccanicamente.

3.3 Sonde. La sonda trasforma gli impulsi elettrici in oscillazioni meccaniche (ultrasuoni) e viceversa, converte le oscillazioni sonore in oscillazioni elettriche. Le sonde del trasmettitore e del ricevitore possono essere identiche (funzionamento a sonda singola) o separate (funzionamento TR, funzionamento in tandem).

3.4 Amplificatore. L'amplificatore amplifica e filtra il segnale ricevuto e trasformato dalla sonda. Il guadagno può essere lineare o logaritmico.

3.5 Valutazione. A volte è già stata eseguita dalla caratteristica del guadagno. Normalmente i segnali sono classificati in segnali inferiori o superiori a un livello soglia. Lo strumento che esegue questa operazione è noto come monitor.

3.6 Uscita. Qui il segnale viene ricevuto, convertito e valutato; successivamente può essere ulteriormente elaborato in base a un programma preselezionato e può essere stampato, visualizzato o memorizzato.

La Fig. 5 mostra il layout di base dell'apparecchiatura a ultrasuoni che converte il segnale in ingresso, lo amplifica e poi lo visualizza sullo schermo. Nelle installazioni automatiche lo schermo viene per lo più sostituito da un'unità più adatta. La Fig. 6 mostra il principio di un circuito di monitoraggio per la valutazione delle indicazioni in base alle loro ampiezze e ai tempi di passaggio. Un circuito gate monitora uno specifico intervallo del tempo di passaggio. Se l'amplificatore emette un segnale entro questo intervallo di tempo, il segnale può, ad esempio, essere riconvertito da un amplificatore registratore e quindi valutato analogico o digitale.

Invece di un amplificatore registratore, l'uscita SÌ/NO del circuito soglia può essere indirizzata attraverso un amplificatore di interfaccia che genera segnali utilizzati per controllare il processo di test. Durante il test è molto importante notare la relazione tra la frequenza di ripetizione degli impulsi e i cicli di test (movimento della sonda e/o del campione ecc.) Se non si considera questo rapporto temporale, si otterrebbero errori considerevoli, 1 ad esempio trascurando i riflettori nel materiale e contando più volte i riflettori, ottenendo la migliore resa dei dati possibile, sebbene tutte le parti del sistema funzionino perfettamente e i risultati siano riproducibili. La documentazione dei risultati dei test è tanto varia quanto il numero di problematiche che si affrontano durante il test. Con gli strumenti utilizzati per i test manuali è normale avere uno schermo CRT o LCD sul quale viene visualizzata l'ampiezza del segnale al di sopra del tempo di transito sotto forma di A-scan (fig. 6a). Una visualizzazione è possibile anche qui mediante una serie di diodi. Se, sullo schermo, la posizione del riflettore è data solo da due dimensioni, allora si ha un C-scan. Le strisce stampate e i grafici adeguati al C-scan vengono spesso utilizzati anche come archiviazione delle informazioni (fig. 7).