초음파 시험 장비: 구성 요소 및 원리

펄스 에코 기법에 사용되는 초음파 장비의 목적은 '소리 입력'과 '소리 출력'의 차이를 기술적으로 측정할 수 있도록, 즉 평가할 수 있도록 만드는 것입니다. 간단히 배터리로 구동되는 기기이든 자동 평가 및 제어 기능이 있는 테스트 설비이든 항상 동일한 구성 요소가 사용됩니다.

3.1 제어 장치. 이 장치는 시험 주기 순서, 즉 언제 전송하고 언제 수신하여 평가할지를 결정합니다.

3.2 펄스 발생기. 프로브가 기계적으로 진동하도록 유도하는 펄스를 생성합니다.

3.3 프로브. 프로브는 전기 펄스를 기계적 진동(초음파)으로 변환하거나 반대로 소리 진동을 전기 진동으로 변환합니다. 송신기와 수신기 프로브는 동일하거나(하나의 프로브 작동) 다를 수 있습니다(TR 작동, 탠덤 작동).

3.4 앰프. 앰프는 프로브가 수신하고 변환한 신호를 증폭하고 필터링합니다. 게인은 선형이거나 대수일 수 있습니다.

3.5 평가. 때로는 게인 특성에 의해 평가가 이미 완료됩니다. 일반적으로 신호는 임계값 수준보다 낮거나 높은 신호로 분류됩니다. 이 작업을 수행하는 기기를 모니터라고 합니다.

3.6 출력. 여기에서 변환 및 평가된 수신 신호는 이전에 선택한 프로그램에 따라 추가로 처리될 수 있으며 인쇄, 표시 또는 저장할 수 있습니다.

그림 5는 수신 신호를 변환하고 증폭한 다음 화면에 표시하는 초음파 장비의 기본 레이아웃을 보여줍니다. 자동 설비에서 화면은 대부분 더 적합한 장치로 교체됩니다. 그림 6은 진폭과 전달 시간에 따라 표시 내역을 평가하는 모니터 회선의 원리를 보여줍니다. 게이트 회로는 특정 전달 시간 범위를 모니터링합니다. 앰프가 이 시간 범위 내에서 신호를 전달하면, 신호는 예를 들어 레코더 앰프에 의해 다시 변환된 다음 아날로그 또는 디지털 방식으로 평가될 수 있습니다.

레코더 앰프 대신 임계값 회로의 예/아니오 출력은 시험 프로세스 제어에 사용되는 신호를 생성하는 인터페이스 앰프를 통해 라우팅될 수 있습니다. 시험 시 펄스 반복 빈도와 시험 주기(프로브 및/또는 시험 표본의 움직임 등) 간 관계에 주의하는 것이 매우 중요합니다. 이러한 시간 관계를 고려하지 않으면 시스템의 모든 부분이 완벽하게 작동하고 결과를 재현할 수 있더라도 최상의 데이터 출력에서 소재의 반사체를 간과하고 반사체를 여러 번 카운팅하는 등 상당한 오류가 발생할 수 있습니다. 시험 결과를 문서화하는 방법은 시험 중인 문제 수만큼이나 다양합니다. 수동 시험에 사용되는 기기를 포함해 일반적으로 신호 진폭이 A-스캔 형태로 전달 시간 위에 표시되는 CRT나 LCD 화면이 있습니다(그림 6a). 여기서는 다이오드 배열을 통해 표시하는 것도 가능합니다. 화면에서 반사체의 위치가 2차원으로만 제공되면 이를 C-스캔이라고 합니다. 인쇄 스트립과 C-스캔에 적합한 플롯은 정보 스토리지로도 자주 사용됩니다(그림 7).