آزمون فراصوت

آزمون فراصوت (به انگلیسی: Ultrasonic Testing (UT)) یکی از روش‌های آزمون‌های غیر مخرب است. در این روش امواجفراصوت با فرکانس بالا و با دامنه کم به داخل قطعه فرستاده می‌شوند. امواج فراصوت ارتعاشات مکانیکی هستند که توسط ترنسدیوسرهای پیزوالکتریک در ماده الاستیک ایجاد می‌شوند. فرکانس امواج فراصوت عموماً بین ۰/۱ مگاهرتز تا ۵۰ مگاهرتز است. در اکثر کاربردهای صنعتی از فرکانس ۰/۵ مگاهرتز تا ۱۵ مگاهرتز استفاده می‌شود. این امواج پس از برخورد به هر گسستگی بازتابیده می‌شوند و قسمتی از این امواج به سمت حسگر رفته و حسگر آن را دریافت می‌کند. از روی دامنه و زمان بازگشت این امواج می‌توان به مشخصه‌های این گسستگی پی برد.

از کاربردهای این روش می‌توان به اندازه‌گیری ضخامت و تشخیص عیوب موجود در قطعات نام برد. یکی از امتیازات مهم این روش توانایی آن در تشخیص عیوب بسیار کوچک به علت استفاده از فرکانس بالا و در نتیجه طول موج بسیار کوچک است .

اجزای سیستم آزمون فراصوت:

 

اجزای سیستم آزمون فراصوت در شکل روبرو نمایش داده شده‌اند. در این سیستم، محرک(Pulser) موجی الکتریکی را بهترانسدیوسر فرستنده می‌فرستد.این امواج بسیار کوتاه (معمولاً حدود ۰/۱µsec)، تکرار شونده (با تناوب حدود ۱ میلی ثانیه) و دارای دامنه‌ای در اندازه صدها ولت هستند. ترانسدیوسر این موج الکتریکی را به موج صوتی تبدیل می‌کند. موج صوتی در داخل ماده منتشر شده و در صورت وجود هر گونه ناپیوستگی در ماده منعکس می‌شود. موج منعکس شده توسط ترانسدیوسر گیرنده دریافت می‌شود و به موج الکتریکی تبدیل می‌شود. این امواج، سپس بر روی اسیلسکوپ نمایش داده می‌شوند و همچنین برای تحلیل دقیقتر ممکن است به کامپیوتر فرستاده شوند.

واحد محرک−گیرنده

واحد محرک−گیرنده (به انگلیسی: Pulser-Receiver) در کاربردهای میدانی و کارگاهها استفاده می‌شود و معمولاً دارای یکاسیلوسکوپ برای نمایش داده‌ها نیز می‌باشد. وظیفه اصلی این واحد فرستادن سیگنال محرک به ترنسدیوسر فرستنده و دریافت سیگنال از ترنسدیوسر گیرنده می‌باشد. این واحد همچنین معمولاً دارای میکروپروسسورهای متعددی برای مقاصد کالیبره کردن و تحلیل داده‌ها نیز می‌باشد.

ترنسدیوسرهای فراصوت

ترنسدیوسرهای مورد استفاده در آزمون فراصوت از جنس کریستال‌های پیزوالکتریک می‌باشند. انواع مختلفی از این ترنسدیوسرها موجود است که هر یک ویژگی‌های خاص خود را دارا است. مهمترین این ویژگی‌ها که باعث تمایز بین آنها می‌شود عبارتند از:

  • همگرا: ترنسدیوسرهایی که شکل مقعری داشته‌اند و پرتوهای موج در کانون متمرکز می‌شوند.
  • تخت: سطح این ترنسدیوسرها تخت می‌باشد.
  • گیرنده−فرستنده: ترنسدیوسرهایی که هم به عنوان گیرنده و هم به عنوان فرستنده استفاده می‌شوند.
  • طولی: ترنسدیوسرهایی که امواج فراصوت طولی را فرستاده یا دریافت می‌کنند.
  • برشی: ترنسدیوسرهایی که امواج فراصوت برشی را فرستاده یا دریافت می‌کنند.
  • آرایه فازی: در واقع این ترنسدیوسرها متشکل از تعدادی ترنسدیوسر می‌باشند که می‌توان هر کدام از این ترنسدیوسرها را جداگانه تحریک نمود.