Acoplado a ar

Durante a última década, os testes ultra-sônicos acoplados ao ar passaram de uma curiosidade laboratorial, de pouca aplicação prática, a um ponto em que é uma técnica viável para muitas inspeções de fabricação. Com equipamento apropriado, é possível realizar inspeções sensíveis para defeitos tais como vazios, fissuras e des-ligações numa grande variedade de materiais incompatíveis com a água. Originalmente usado principalmente para compósitos aeroespaciais, as aplicações foram estendidas para cobrir uma variedade de materiais onde os métodos convencionais de END não são normalmente considerados adequados. Diversas aplicações da técnica incluem madeira, espumas e propulsores de mísseis. Uma variedade de freqüências pode ser usada, permitindo a otimização para resolução ou penetração como com „ultra-som“ convencional. A maioria das aplicações de ultra-som acoplado ao ar foram para sistemas de C-scan de canal único, testando painéis planos. Neste contexto, é normalmente utilizado como uma substituição directa de sondas „squirter“ acopladas à água, e a instalação de sondas acopladas a ar e instrumentação num sistema existente de modo a inspeccionar uma gama mais ampla de materiais é geralmente um procedimento simples. Os resultados são muitas vezes indistinguíveis daqueles obtidos com o acoplamento de água; A Figura 1 mostra os resultados da inspeção de um „nó“ na madeira.

Mais recentemente, o uso foi ampliado. Em particular, foram desenvolvidos sistemas multicanais que permitem a inspecção muito rápida de grandes painéis compósitos a uma taxa aproximada de 1 m2 por minuto. O desafio atual é superar os requisitos para alta potência de transmissão, permitindo assim que um instrumento portátil de desempenho descomprometido seja desenvolvido. Esta tecnologia mostra uma promessa considerável como uma solução para uma série de problemas de teste atualmente impraticável.

Medição precisa do tempo usando Ultrasound Air-Coupled

As propriedades físicas relevantes de um material podem muitas vezes ser correlacionadas com a velocidade do som. Isto pode ser calculado medindo o tempo de trânsito através de uma seção razoavelmente longa do material. A água seria incompatível com muitos dos materiais (por exemplo, madeira, onde as propriedades são significativamente afectadas pela humidade). As ondas de cordeiro acopladas a ar conduzem-se bem a isto, uma vez que os resultados são razoavelmente previsíveis, não existem disposições de acoplamento para interferir com a velocidade de produção, e o arranjo experimental pode muitas vezes ser disposto de modo que uma distância bastante longa no material possa ser medida, minimizando assim o erro. No entanto, como observado anteriormente, a duração da burst de tom pode ser um fator limitante na precisão de medição. Para reduzir isto, é necessário utilizar uma sonda amortecedora convencional accionada com um impulso de espícula ou de onda quadrada. Isso reduz significativamente a eficiência geral. Pode ser usado para neutralizar a potência extremamente alta (foi testado um pulsador de 1200 V, e está sendo desenvolvida uma unidade de 4 kV). Uma vez que estas aplicações não requerem tipicamente uma taxa de amostragem rápida, o processamento de sinal pode ser utilizado para melhorar ainda mais a relação sinal / ruído.

Varredura de Área Grande

Conforme observado acima, a taxa de varrimento de ultra-sons acoplados a ar é limitada pelo PRF relativamente baixo o que é possível com os longos tempos de trânsito no ar. Normalmente é possível um PRF de cerca de 200 Hz. Se aceitarmos um passo de varredura relativamente grosseiro de 3 mm como aceitável para um ensaio de produção, isto implica uma velocidade linear máxima de 600 mm / s e em duas dimensões, um tempo absoluto mínimo de cerca de 10 minutos para varrer um metro quadrado. A montagem de varrimento ilustrada na Fig. 11 combina os resultados de 8 canais, cada um dos quais realiza um teste de transmissão. O software personalizado monta os resultados de cada sonda em uma única imagem. O resultado final é uma combinação de 1 metro quadrado por minuto, capaz de acompanhar uma linha de produção de alto volume para painéis compostos.

     Aplicação

• Produtos de madeira
• Compósitos
• Partes de metal