Transduser rendaman ultrasonik adalah peralatan teras untuk ujian bukan merosakkan industri . prinsip kerjanya bergantung kepada ciri-ciri penyebaran gelombang bunyi dalam media yang berbeza . kertas ini secara sistematik menganalisis prinsip teras teknologi ini dari tiga aspek:
Komponen teras transduser adalah kristal seramik piezoelektrik . apabila nadi elektrik luaran (biasanya 50-100 V) digunakan di seluruh kristal, getaran mekanikal berlaku melalui kesan medan piez. Range . Pemilihan kekerapan secara langsung memberi kesan kepada prestasi:
High-frequency waves (>5 MHz) menawarkan resolusi yang lebih tinggi, sesuai untuk komponen berdinding nipis .
Gelombang frekuensi rendah (<2 MHz) provide higher penetration, ideal for thick materials.
Kepentingan kritikal gandingan air
Ciri unik ujian rendaman adalah penggunaan air sebagai medium gandingan . selepas dipancarkan dari transducer, gelombang bunyi pertama memasuki lapisan air . kerana perbezaan yang signifikan dalam impedans akustik antara air (≈1} Daripada 99% gelombang bunyi dicerminkan pada antara muka air udara . kawalan tepat ketebalan lapisan air (biasanya 5-100 mm) memastikan pemindahan tenaga yang cekap ke sampel ujian.
Penyebaran akustik dan mekanisme pengesanan kecacatan
Gelombang bunyi masukkan bahan dan menyebarkan mengikut prinsip Huygens . kecacatan (e . g ., retak, lompang) menyebabkan refleksi antara muka dan penyebaran .
Echo dinding belakang: Refleksi dari permukaan bawah bahan .
Gema kecacatan: Refleksi awal dari interaksi kecacatan .
Dengan mengukur perbezaan masa (ΔT) antara gema ini dan kelajuan gelombang "C" dalam bahan (keluli ≈ 5900 m/s, aluminium ≈ 6300 m/s), kedalaman kecacatan boleh dikira:
Teknik pemprosesan dan pengimejan isyarat
Sistem Rendaman Moden Menggabungkan Pemproses Isyarat Digital (DSP) untuk fungsi berikut
Mendapatkan pampasan: pelarasan automatik kekuatan isyarat untuk pelemahan .
Penapisan Kebisingan: Penghapusan Kebisingan Ambient Dengan Cara Penapis Bandpass .
Analisis Gelombang: Pengekstrakan ciri kecacatan menggunakan algoritma FFT .
Sistem lanjutan dapat memvisualisasikan lokasi dan morfologi kecacatan melalui B-scan (pemetaan keratan rentas 2d) dan C-scan (pemetaan volumetrik 3D) .