Ultrasonic Immersion-givare är kärnutrustningen för industriell icke-förstörande testning . Den arbetsprincipen förlitar sig på förökningsegenskaperna för ljudvågor i olika medier . Detta papper analyserar kärnprincipen för denna teknik från tre aspekter: fysisk mekanism, signalprocess och systemstruktur {{3)
The core component of the transducer is a piezoelectric ceramic crystal. When an external electrical pulse (typically 50–100 V) is applied across the crystal, mechanical vibration occurs via the inverse piezoelectric effect. This vibration propagates as longitudinal waves through the surrounding medium, usually within the 1–20 MHz frequency Område . Frekvensval påverkar direkt prestanda:
High-frequency waves (>5 MHz) Erbjud högre upplösning, lämplig för tunnväggiga komponenter .
Lågfrekventa vågor (<2 MHz) provide higher penetration, ideal for thick materials.
Kritisk betydelse av vattenkoppling
Det unika inslaget i nedsänkningstestning är användningen av vatten som kopplingsmediet . Efter att ha släppts ut från givaren, kommer ljudvågen först in i vattenskiktet . på grund av den betydande skillnaden i akustisk impedans mellan vatten (≈1. 5 × 10⁶ K/(m²) och a) och mer) än 99% av ljudvågen återspeglas vid vatten-luftgränssnittet . exakt kontroll av tjockleken på vattenskiktet (vanligtvis 5-100 mm) säkerställer effektiv energiöverföring till testprovet.
Akustisk förökning och defektdetekteringsmekanism
Ljudvågor kommer in i materialet och förökas enligt Huygens -principen . defekter (e . g ., sprickor, tomrum) orsakar gränssnittsreflektioner och spridning . Den eko -signalen som mottagits av transporten anser att två huvudkomponenter.
Back Wall Echo: Reflektion från materialets bottenyta .
Defekteko: Tidiga reflektioner från defektinteraktioner .
Genom att mäta tidsskillnaden (ΔT) mellan dessa ekon och våghastigheten "C" i materialet (stål ≈ 5900 m/s, aluminium ≈ 6300 m/s) kan djupet för defekten beräknas:
Signalbehandling och avbildningstekniker
Moderna nedsänkningssystem innehåller en digital signalprocessor (DSP) för följande funktioner
Få ersättning: Automatisk justering av signalstyrka till dämpning .
Bullerfiltrering: Eliminering av omgivningsbrus med hjälp av ett bandpassfilter .
Vågformsanalys: Extraktion av defektfunktioner med FFT -algoritmen .
Det avancerade systemet kan visualisera defektplatsen och morfologin genom B-skanningar (2D-tvärsnittskartläggning) och C-skanningar (3D-volymkartläggning) .