Equipos de Ultrasonido instrumentos de prueba se han utilizado en aplicaciones industriales durante ms de sesenta aos.Desde 1940, las leyes de la fsica que rigen la propagacin de ondas de alta frecuencia de sonido a travs de materiales slidos se han utilizado para detectar las grietas ocultas, vacos, porosidad, y otras discontinuidades internas en metales, materiales compuestos, plsticos y cermicas, as como a medir el espesor y analizar las propiedades del material. Las pruebas por ultrasonido es totalmente destructiva y segura, y es un mtodo de prueba bien establecida en muchas industrias de manufactura bsica, procesos y servicios, especialmente en aplicaciones de soldadura y estructuras metlicas. El crecimiento de las pruebas de ultrasonido en gran parte paralela a la evolucin de la electrnica, y ms tarde en computadoras. Los primeros trabajos en Europa y los Estados Unidos en la dcada de 1930 demostr que las ondas sonoras de alta frecuencia se reflejan de vicios ocultos o los lmites materiales de una manera predecible, produciendo patrones distintivos eco que puede mostrar en la pantalla de un osciloscopio. El desarrollo de sonar durante la Segunda Guerra Mundial dio nuevo impulso a la investigacin en los ultrasonidos. En 1945, EE.UU. investigador Floyd Firestone patentado un instrumento que l llam la Reflectoscope supersnico, que es en general, sobre como el primer detector de prcticas comerciales de fallas por ultrasonido que usa la tcnica pulso / eco comnmente empleados en la actualidad. Que dara lugar a los numerosos instrumentos comerciales que se introdujeron en los aos que siguieron. Entre las empresas que eran lderes en el desarrollo de detectores de fallas por ultrasonido, medidores y transductores en los aos 1960 y 1970 se Panametrics, Staveley, y Harisonic, todos los cuales son ahora parte de Olympus NDT. A fines de 1940, investigadores de Japn fue pionero en el uso de pruebas de ultrasonido en el diagnstico mdico con principios de B-scan equipos que proporcionan una imagen de perfil en dos dimensiones de las capas de tejido. Por la dcada de 1960, las primeras versiones de los escneres mdicos estaban siendo utilizados para detectar y delinear los tumores, clculos biliares, y condiciones similares. En la dcada de 1970, la introduccin de medidores de espesor de precisin trajo pruebas de ultrasonido a una amplia variedad de operaciones de fabricacin que la medicin del espesor requerido de las partes en situaciones en las que se tuvo acceso a un solo lado, y medidores de corrosin entr en amplio uso para la medicin del espesor de pared restante en las tuberas de metal y los tanques. Los ltimos avances en instrumentos de ultrasonido se han basado en las tcnicas de procesamiento digital de seales y los microprocesadores de bajo costo que lleg a estar disponible a partir del 1980. Esto ha llevado a la ltima generacin de miniatura, instrumentos porttiles de alta fiabilidad y sistemas en lnea de inspeccin para la deteccin de defectos, la medicin de espesores, y la imagen acstica.

Breve Histrico dos Ensaios Multilementos

Durante sus primeros dos dcadas, comerciales instrumentos de ultrasonido se bas enteramente en un solo elemento que se utiliza un transductor piezoelctrico para generar y recibir ondas de sonido, transductores de doble elemento que haba cristales por separado la transmisin y recepcin, y el tono / catch o por medio de sistemas de transmisin que utiliza un par de transductores de un solo elemento en conjunto. Estos enfoques estn siendo utilizados por la mayora de los actuales instrumentos comerciales de ultrasonidos diseado para la deteccin de defectos industrial y medicin de espesores, sin embargo los instrumentos con arreglos de fase son cada vez ms importante en el campo de ensayos no destructivos por ultrasonidos. El principio de interaccin constructiva y destructiva de las ondas fue demostrado por Ingls cientfico Thomas Young en 1801 en un experimento notable que utiliza dos fuentes puntuales de luz para crear patrones de interferencia. Las ondas que se combinan en fase se refuerzan entre s, mientras que las ondas que se combinan fuera de fase se anulan entre s.

Cambio de fase, o fase, a su vez es una manera de controlar estas interacciones en el tiempo de desplazamiento de frentes de onda que se originan a partir de dos o ms fuentes. Se puede utilizar para doblar, dirigir o enfocar la energa de un frente de onda.En la dcada de 1960, los investigadores comenzaron a desarrollar sistemas de ultrasonidos fases matriz que utiliza mltiples transductores de fuente puntual que se pulsaron para dirigir haces de sonido por medio de estos patrones de interferencia controlada. En la dcada de 1970, los sistemas de matriz escalonada comerciales para uso diagnstico mdico apareci por primera vez, usando rayos dirigidos para crear imgenes transversales del cuerpo humano.

Inicialmente, el uso de ultrasonidos phased array sistemas se concentraba principalmente en el campo mdico, ayudado por el hecho de que la composicin y estructura predecible del cuerpo humano que el diseo del instrumento y la interpretacin de imgenes relativamente sencillas. Aplicaciones industriales, por el contrario, representan un desafo mucho mayor debido a las propiedades acsticas de muy diversos metales, materiales compuestos, cermicas, plsticos y fibra de vidrio, as como la enorme variedad de espesores y geometras encontradas en todo el mbito de aplicacin de pruebas industriales. El primer sistema industrial de fases, introducido en la dcada de 1980, eran extremadamente grandes, y los datos requeridos de transferencia a un ordenador con el fin de hacer el procesamiento y presentacin de imgenes. Estos sistemas se utilizan normalmente para la mayora de las inspecciones en el servicio de generacin de energa. En gran parte, esta tecnologa fue empujado fuertemente en el mercado nuclear, donde la evaluacin ms crtica en gran medida permite el uso de tecnologa de punta para mejorar la probabilidad de deteccin. Otras aplicaciones de principios involucrados grandes ejes de forjado y componentes de bajo presin de la turbina. Porttiles, bateras de ultrasonidos phased array para uso industrial apareci en la dcada de 1990. Diseos analgicos haba requerido de energa y espacio para crear las configuraciones multi-canal necesario para dirigir el haz, pero la transicin al mundo digital y el rpido desarrollo econmico de microprocesadores integrados permitido un desarrollo ms rpido del equipo conjunto de prxima generacin por etapas. Adems, la disponibilidad de componentes electrnicos de baja potencia, mejores arquitecturas de ahorro de energa, y toda la industria superficie de uso diseo de la placa de montaje llev a la miniaturizacin de la tecnologa avanzada. Esto dio lugar a las herramientas de arreglo de fase que permite la configuracin electrnica, procesamiento de datos, visualizacin y anlisis de todo ello en un dispositivo porttil, por lo que se abrieron las puertas a un uso ms generalizado en todo el sector industrial. Esto a su vez llev a la posibilidad de especificar estndar phased array para aplicaciones comunes.

Tipos de Equipamentos Normalmente Disponibles

Al igual que con otros tipos de equipo de prueba de ultrasonidos, los sistemas de matriz escalonada estn disponibles en una variedad de modelos con la mayor complejidad y capacidad. Instrumentos van desde modelos bsicos que realizan sector simple y exploraciones con sondas lineales de 16 elementos de los sistemas avanzados que ofrecen capacidad de varios canales y el software de interpretacin avanzada con sondas de hasta 256 elementos

Que significa multielementos

un transductor es simplemente uno que contiene una serie de elementos distintos en una sola caja, y la eliminacin gradual se refiere a cmo los elementos de forma secuencial por impulsos. Un sistema de arreglo de fase se basa normalmente en torno a un transductor de ultrasonido especializado que contiene muchos elementos individuales (tpicamente 16 a 256) que pueden ser pulsadas por separado en un patrn programado. Estos transductores se pueden utilizar con varios tipos de cuas, en un modo de contacto, o en las pruebas de inmersin. Pueden tener forma cuadrada, rectangular o redonda, y las frecuencias de prueba son los ms comnmente en el rango de 1 a 10 MHz

Utilidad de los ultrasonidos phased array

Gradual los sistemas de matriz de pulso y recibir de mltiples elementos de una matriz. Estos elementos son impulsos de tal manera que cause varios componentes del haz de combinar entre s y formar un frente de onda nica de viajar en la direccin deseada. Del mismo modo, la funcin del receptor combina las aportaciones de varios elementos en una sola presentacin. Dado que la tecnologa permite la eliminacin de haz electrnico y la configuracin de la direccin, es posible generar un gran nmero de diferentes perfiles de haz ultrasnico de un conjunto de sonda sola, y esta orientacin del haz puede ser programado de forma dinmica para crear escaneos electrnicos:

Esto permite las siguientes capacidades:1. Software de control del ngulo del haz, la distancia focal y el tamao de haz de luz. Estos parmetrospueden ser dinmicamente escaneados en cada punto de inspeccin para optimizar el ngulo de incidencia y la relacin seal-ruido para cada geometra de la pieza. 2. Inspeccin desde varios ngulos se puede realizar con una sola, pequea, multi-elemento de la sonda y la cua, ya sea ofreciendo ngulos simples fijo o escanear a travs de una variedad de ngulos. Estas capacidades proporcionan una mayor flexibilidad para la inspeccin de geometras complejas y pruebas en las que la geometra de una parte limita el acceso. posicin de nico transductor. Ms de una exploracin se puede realizar desde una nica ubicacin con ngulos diversos sistemas de inspeccin.

3.

4. Multiplexacin a travs de muchos elementos permite moverse a alta velocidad analiza desde una

CUALES SON LAS VENTAJASUltrasnica por etapas los sistemas de matriz potencialmente pueden ser empleados en casi cualquier prueba donde los detectores de defectos por ultrasonidos convencionales se han utilizado tradicionalmente. La inspeccin de soldaduras y de deteccin de grietas son las aplicaciones ms importantes, y estas pruebas se realizan a travs de una amplia gama de industrias incluyendo la aeroespacial, la generacin de energa, petroqumica, tocho de metal y los proveedores de productos tubulares, la construccin del gasoducto y el

mantenimiento, estructuras metlicas, y la manufactura en general. Arreglos de fase tambin puede ser utilizado con eficacia para el perfil de espesor remanente de pared en las aplicaciones de la encuesta a la corrosin.Los beneficios de la tecnologa de matriz escalonada a lo largo UT convencionales provienen de su capacidad de utilizar mltiples elementos para dirigir, enfocar y analizar las vigas con un transductor nico. Orientacin del haz, comnmente conocida escaneo sectorial, se puede utilizar para los componentes de la cartografa en los ngulos apropiados. Esto puede simplificar la inspeccin de componentes con geometras complejas. El pequeo tamao de los transductores y la habilidad de barrer el haz sin mover la sonda tambin ayuda a la inspeccin de componentes, en situaciones donde hay un acceso limitado para la exploracin mecnica. Anlisis sectorial tambin se suele utilizar para la inspeccin de soldaduras. La capacidad de probar las soldaduras con mltiples ngulos desde una nica sonda aumenta enormemente la probabilidad de deteccin de anomalas. Electrnico permite centrarse optimizacin de la forma y el tamao del haz en el lugar de defecto de esperar, as como la probabilidad de una mayor optimizacin de la deteccin. La capacidad de concentrarse en las profundidades mltiples tambin mejora la capacidad para el dimensionamiento de defectos crticos para las inspecciones volumtricas. Centrndose puede mejorar significativamente la relacin seal-ruido en aplicaciones difciles, y el escaneo electrnico a travs de muchos grupos de elementos permite C-Scan imgenes que se producen muy rpidamente. Los posibles inconvenientes de los sistemas de arreglo de fase son un costo algo ms elevado y un requisito para capacitacin de los operadores, sin embargo, estos costos son con frecuencia compensada por su mayor flexibilidad y una reduccin en el tiempo requerido para realizar una inspeccin realizada.

Diseo de los palpadores convencionales

Para entender como transductores de fases de trabajo, es til considerar primero el convencional transductores ultrasnicos monoltico diseado para aplicaciones de ensayos no destructivos. Estos transductores vienen en una amplia variedad de tamaos, las frecuencias, y los estilos de caso, pero la mayora tienen una estructura interna comn. Por lo general, el elemento activo del transductor es un disco delgado, un cuadrado o rectngulo de cermica piezoelctrica que convierte la energa elctrica en energa mecnica (vibracin ultrasnica), y viceversa. Que est protegido de daos por una placa de desgaste o de lente acstica, y respaldado por un bloque de material de amortiguacin que aquieta el transductor despus de que el pulso de sonido se ha generado. Este subconjunto de ultrasonidos se monta en un caso con las correspondientes conexiones elctricas. Comn de contacto, de lnea de retardo, la inmersin, y transductores de ngulo del haz de utilizar este diseo bsico. Transductores de elemento dual, de uso comn en aplicaciones de estudio a la corrosin, se diferencian en que tienen la transmisin y recepcin de elementos

independientes separados por una barrera de sonido, sin respaldo, y una lnea de retardo integral en lugar de una placa de desgaste o el objetivo.

Caractersticas del hazTransductores convencionales de un nico elemento longitudinal de ondas ultrasnicas de trabajo como una fuente de pistn de las vibraciones mecnicas de alta frecuencia, o las ondas de sonido. Como se aplica el voltaje, el elemento transductor piezoelctrico (a menudo llamado un cristal) se deforma por compresin en la direccin perpendicular a su cara. Cuando la tensin se elimina, por lo general menos de un microsegundo despus, las fuentes elemento nuevo, lo que genera el pulso de la energa mecnica que comprende una onda ultrasnica. El grfico siguiente muestra un ejemplo de cmo se conceptualiza un elemento piezoelctrico responde a un impulso elctrico breve.

Transductores del tipo ms comnmente utilizado para ensayos no destructivos por ultrasonidos tendr estas propiedades funcionales fundamentales: Tipo - El transductor se identificaron de acuerdo a funcionar como un contacto, de lnea de retardo, ngulo del haz, o de inmersin. Inspeccionar las caractersticas del material como la rugosidad de la superficie, la temperatura y la accesibilidad, as como la posicin de un defecto en el material y la velocidad de inspeccin en todo influir en la seleccin del tipo de transductor. Dimetro - El dimetro del elemento transductor activo, que normalmente se ubicado en un caso un poco ms grande. Frecuencia - El nmero de ciclos de onda completa en un segundo, se expresa normalmente en kilohercios (KHz) o Megahertz (MHz). La mayora de las pruebas de ultrasonido industrial se realiza en el rango de frecuencias entre 500 kHz y 20 MHz, por lo que la mayora de los transductores estn dentro de ese rango, aunque transductores comerciales estn disponibles en menos de 50 KHz a ms de 200 MHz. Aumenta la penetracin con menor frecuencia, mientras que la resolucin y aumentar la nitidez focal con mayor frecuencia. Ancho de banda - La parte de la respuesta de frecuencia que cae dentro de los lmites de amplitud especificada. En este contexto, cabe sealar que los transductores tpicos NDT no generan ondas de sonido a una frecuencia pura nica, sino ms bien en un rango de frecuencias centrado en la designacin de la frecuencia nominal. El estndar de la industria es para especificar el ancho de banda en el 6 dB (o la amplitud media) punto. Onda duracin - El nmero de ciclos de onda generada por el transductor cada vez que se pulsa. Un transductor de banda estrecha tiene ms ciclos de un transductor de mayor ancho de banda. Dimetro de los elementos, material de soporte, ajuste elctrico y mtodo de excitacin del transductor de forma de onda todos los efectos la duracin de sensibilidad . - La relacin entre la amplitud del pulso de excitacin y la de la eco recibido de un objetivo designado como una aproximacin de trabajo, el haz de un tpico fuera de foco transductor de disco es a menudo considerado como una columna de energa procedente de la zona del elemento activo que se expande en dimetro y se disipa.

De hecho, el perfil de la viga real es complejo, con gradientes de presin, tanto en sentido transversal y axial. En la ilustracin siguiente perfil de la viga, el rojo representa reas de ms alta energa, mientras que el verde y el azul representan una energa ms baja.

El campo de sonido de un transductor est dividido en dos zonas, el campo cercano y campo lejano. El campo cercano es la regin cercana al transductor, donde la presin del sonido pasa a travs de una serie de mximos y mnimos, y termina en la ltima en el eje a una distancia mxima de N de la cara. Cerca de campo de la distancia N representa el enfoque natural del transductor.

El campo ahora es la regin ms all de N, donde la presin de sonido poco a poco cae a cero como el dimetro del haz se expande y disipa su energa. La distancia de campo cercano es funcin de la frecuencia del transductor y el dimetro y la velocidad del sonido en el medio de prueba, y se puede calcular de la siguiente manera para los elementos de forma cuadrada o rectangular se encuentran comnmente en las pruebas de arreglo de fase:

Debido a las variaciones de presin sonora en el campo cercano, puede ser difcil de evaluar con precisin los defectos con la amplitud de tcnicas basadas en (a pesar de medicin de espesores en el campo cercano no es un problema). Adems, N representa la mayor distancia a la que se puede transferir un transductor enfocado, ya sea mediante una lente acstica o las tcnicas de eliminacin. El enfoque se discute en la seccin 2.14, Focusing con sondas de ultrasonido phased array. La constante de radio de aspecto es el siguiente, basado en la relacin entre las dimensiones de corto y largo plazo del elemento o la apertura:Relacin de corto / largo k

1.0

1,37 (elemento cuadrado)

0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0,3 y por debajo de

1.25 1.15 1.09 1.04 1.01 1.00 0.99

En el caso de elementos circulares, k no se utiliza y el dimetro del elemento (D) se utiliza en lugar del trmino de longitud:

Propiedades Dinmicas del Frente de la ondaOla formacin frenteMientras que un transductor de un solo elemento puede ser considerado como una fuente de pistn, un solo disco o la placa de impulsar en el medio de prueba, la onda que genera pueden modelarse matemticamente como la suma de las olas de un gran nmero de fuentes puntuales. Esto se deriva del principio de Huygens, propuesta inicialmente por el siglo XVII el fsico holands Christiaan Huygens, que establece que cada punto de avance de un frente de onda puede ser considerado como una fuente puntual que inicia una nueva onda esfrica, y que el frente de onda resultante unificada la suma de todas estas ondas esfricas individuales.

La dispersin del hazEn principio, la onda sonora generada por un transductor se desplazar en lnea recta hasta que encuentra un lmite material.Qu sucede entonces se discute a continuacin. Pero si la longitud del camino de sonido es mayor que la distancia de campo cercano, el rayo tambin se incremento en el dimetro, la diferencia de como el haz de un reflector. El ngulo de dispersin del haz de un transductor fuera de foco se puede calcular de la siguiente manera:

De esta ecuacin se puede observar que la dispersin del haz aumenta con las frecuencias ms bajas y menor dimetro. Desde un ngulo del haz de gran dispersin puede causar la energa sonora por unidad de rea a caer rpidamente con la distancia, as disminuyendo la sensibilidad a los reflectores pequeos, el eco de respuesta en algunas aplicaciones relacionadas con las rutas largas de sonido se puede mejorar mediante el uso de una frecuencia ms alta y / o transductores mayor dimetro.

AtenuacinA medida que viaja a travs de un medio, el frente de onda organizada generada por un transductor ultrasnico se comienzan a descomponerse debido a la transmisin imperfecta de la energa a travs de la microestructura del material. Organizado vibraciones mecnicas (ondas sonoras) se convierten en vibraciones mecnicas aleatorias (el calor) hasta el frente de onda ya no es detectable. Este proceso se conoce como la atenuacin del sonido. La teora matemtica de la atenuacin y la dispersin es compleja. La prdida de amplitud debido a la atenuacin a travs de un camino determinado sonido ser la suma de los efectos de absorcin, lo que incrementa linealmente con la frecuencia y efectos de la dispersin, que varan a travs de tres zonas dependiendo de la relacin entre el tamao de los lmites de grano o dispersores otra longitud de onda . En todos los casos, los efectos de la dispersin aumenta con la frecuencia. Para un determinado material a una temperatura dada, la prueba a una frecuencia dada, habr un coeficiente de atenuacin especficos, normalmente expresada en Nepers por centmetro (Np / cm). Una vez que este coeficiente de atenuacin es sabido, las prdidas a travs de un camino determinado sonido puede ser calculado de acuerdo con la ecuacin

Como una cuestin prctica, en las aplicaciones de END por ultrasonidos coeficientes de atenuacin se mide normalmente en lugar de calcular. Las frecuencias ms altas se atenan ms rpidamente que las frecuencias ms bajas en cualquier medio, las frecuencias de prueba tan bajo se suelen utilizar en materiales con coeficientes de atenuacin de alta como de baja densidad de plsticos y caucho.

Reflexin y transmisin en un lmite de un plano perpendicularCuando una onda de sonido que viaja a travs de un medio se encuentra con un lmite con un medio diferente que se encuentra perpendicular a la direccin de la ola, una parte de la energa de las olas se reflejar hacia atrs y una parte va a continuar hacia adelante. El porcentaje de reflexin frente a la transmisin est relacionada con la impedancia acstica relativa de los dos materiales, con una impedancia acstica, a su vez se define como la densidad del material, multiplicado por la velocidad del sonido. El coeficiente de reflexin en un lmite de planos, el porcentaje de la energa del sonido que se refleja de vuelta a la fuente, se puede calcular de la siguiente manera:

De esta ecuacin se puede observar que a medida que la impedancia acstica de los dos materiales se vuelven ms similares, el coeficiente de reflexin disminuye, y como la impedancia acstica se vuelven menos similar, el aumento del coeficiente de reflexin. En teora, la reflexin de la frontera entre dos materiales de la misma impedancia acstica es igual a cero, mientras que en el caso de materiales con impedancia acstica muy dismiles, como en una frontera entre el acero y el aire, el coeficiente de reflexin acerca al 100%.

Refraccin y conversin de modo perpendicular a los lmites de noCuando una onda de sonido que viaja a travs de un material se encuentra con una frontera con un material diferente en un ngulo distinto de cero grados, una parte de la energa de las olas se reflejar hacia adelante en un ngulo igual al ngulo de incidencia.Al mismo tiempo, la porcin de la energa de las olas que se transmite en el segundo material se refracta de acuerdo con la ley de Snell, que fue derivado de forma independiente por al menos dos matemticos del siglo XVII. La ley de Snell relacionados con los senos de los incidentes y ngulo refractado a la velocidad de la onda en cada materia, como el diagrama a continuacin.

Si la velocidad del sonido en el segundo medio es mayor que en el primero, y luego por encima de ciertos ngulos de flexin esto estar acompaado por el modo de conversin, por lo general de un modo de onda longitudinal en un modo de ondas de corte.Esta es la base del utilizado tcnicas de inspeccin del ngulo del haz. A medida que el ngulo de incidencia en los primeros (ms lento) medio, como un aumento de la cua o el agua, el ngulo de la refraccin de ondas longitudinales en el segundo (ms rpido) materiales como el metal se incrementar. A medida que el ngulo de refraccin de ondas longitudinales acerca a los 90 grados, una porcin cada vez mayor de la energa de las olas se convierte en una onda de velocidad de corte inferior que se refracta en el ngulo previsto por la ley de Snell. ngulos de incidencia superior a la que dara lugar a una de 90 grados refracta la onda longitudinal, la onda refractada existe completamente en el modo de corte. Un ngulo de incidencia an mayor dar lugar a una situacin en la que, tericamente, la refraccin de ondas de corte a 90 grados, momento en el que una onda superficial se genera en el segundo material. El siguiente diagrama muestra el efecto de un conjunto de ngulo del haz tpicos acompaados en acero.

Palpadores de Compuestos monolticosDurante las primeras dcadas de ensayos no destructivos por ultrasonidos, transductores se basa en los discos slidos de la cermica de cuarzo o piezoelctricos. Ms recientemente, los transductores de compuestos se han introducido como una alternativa. Mientras que aument los costes de produccin que sean ms caros, tienen la ventaja de incrementar significativamente la sensibilidad de hasta 12 dB ms comparable elementos convencionales, manteniendo el ancho de banda amplio y una recuperacin

relativamente rpida del pulso. transductores Composite se hacen al cortar material piezoelctrico estndar en un red. Los espacios en el elemento en cubos estn llenos de epoxi, y el fondo es suelo lejos de dejar una serie de pequeos bloques piezoelctrico en una matriz de epoxi. Ambas partes se est chapada de contacto elctrico. La materia prima se corta a medida en una forma cuadrada, rectangular o circular dependiendo del modelo de transductor que se convertir.

En el elemento transductor resultado, los bloques de muchos piezoelctricos cada acto como fuentes puntuales de frentes de onda esfrica que se combinan en una sola ola, de acuerdo con el principio de Huygens. Sensibilidad del transductor es mayor porque los bloques piezoelctricos individuales pueden ms libremente se expanden y contraen con respecto a un punto dado en el centro de un disco slido o placa. Adems, la presencia de la resina se reduce la impedancia acstica del transductor, la creacin de acoplamiento de sonido ms eficiente en gajos, lneas de retardo, y el agua, as como en los materiales de prueba no metlicos como los compuestos y polmeros. Una desventaja potencial es en la resolucin cerca de la superficie del transductor con mayor libertad resonando en las pruebas de contacto directo. Esta tcnica de fabricacin del transductor en particular es de especial relevancia, ya que establece la lnea de base para la construccin por etapas transductor y las equivalencias de frente de onda.

Palpadores monocristalesTransductores ultrasnicos para END normalmente se caracteriza por su fabricante de conformidad con los procedimientos estndar de la industria, tales como ASTM E1065. Normalmente la sensibilidad del transductor, la forma de onda y espectro de frecuencias ser probado y registrado, en condiciones documentadas. Una forma tpica caracterizacin del transductor se ver ms adelante.

Qu son los ultrasonidos phased array?Una matriz es un arreglo organizado de grandes cantidades de un objeto. La forma ms simple de una serie de ultrasonidos para END sera una serie de varios palpadores individuales dispuestas de tal manera de aumentar la cobertura de inspeccin y / o la velocidad de una determinada inspeccin. Ejemplos de esto incluyen: - Inspeccin de tubos, donde mltiples sondas son de uso frecuente, tanto para la deteccin de grietas, la bsqueda de fallas laminar, y la medicin de espesores en general - Piezas de forja de metales, que a menudo requieren mltiples sondas enfocado a diferentes profundidades para permitir la deteccin de pequeos defectos de manera zonal. -. A disposicin lineal de las sondas a lo largo de una superficie para aumentar la deteccin de defectos en los materiales compuestos laminares o corrosin en los metales Estas inspecciones requieren de alta velocidad multi-canal de equipo de ultrasonido con pulsadores adecuado, receptores, y la lgica de la puerta para procesar cada canal, as como fijacin cuidadosa de cada transductor para configurar correctamente las zonas de inspeccin.

En su forma ms simple, se puede pensar de una sonda de ultrasonido phased array como una serie de elementos individuales en un solo paquete. Mientras que los elementos en la realidad son mucho menores que los transductores convencionales, estos elementos pueden ser pulsados como un grupo con el fin de generar frentes de onda direccionalmente controlable. Este "rayo de formar electrnica" permite varias zonas de inspeccin que se programan y se analizaron a tasas muy altas de la velocidad de un transductor de posicin nica. Esto se discute con mayor detalle en pginas posteriores.

El interior de un palpador phased arrayMientras que gradualmente transductores vienen en una amplia gama de tamaos, formas, frecuencias y nmero de elementos, lo que todos tienen en comn es un elemento piezoelctrico que se ha dividido en varios segmentos. Contempornea fases transductores para aplicaciones industriales de END se construyen tpicamente alrededor de los materiales piezocomposite, que se componen de muchas barras pequeas, delgadas de cermica piezoelctrica incrustados en una matriz polimrica. Si bien puede ser ms difcil para la fabricacin de transductores de compuestos se caracterizan por ofrecer una ventaja de 10 a 30 dB de sensibilidad en transductores piezoelctricos de diseo de otro modo similar. Cubierta de metal segmentadas se utiliza para dividir la banda compuesta en una serie de elementos elctricamente separados que pueden ser pulsados de forma individual. Este elemento segmentado se incorpora a un transductor que incluye una capa de proteccin correspondiente, un respaldo, las conexiones por cable, y una vivienda en general.

La animacin muestra una disposicin lineal, con un tamao rectangular, que es una configuracin muy comn para un arreglo de fase. Las matrices pueden ser dispuestos como una matriz para proporcionar un mayor control del haz en una seccin transversal de la superficie, o como matrices circulares que proporciona un modelo ms centrado esfrica.

Caractersticas de los palpadores phased array

Transductores Phased array son funcionalmente clasifican de acuerdo a los parmetros bsicos: Tipo: La mayora de transductores fases son el tipo de haz angular, diseado para su uso, ya sea con una cua de plstico o un zapato de plstico recta (cero grado cua) o lnea de retardo. El contacto directo y de inmersin tambin estn disponibles. Frecuencia: La mayora de la deteccin de defectos por ultrasonidos se realiza entre 2 MHz y 10 MHz, por lo que la mayora de los transductores fases estn dentro de ese rango. Menor y mayor frecuencia de las sondas tambin estn disponibles. Al igual que con los transductores convencionales, aumenta la penetracin con menor frecuencia, mientras que la resolucin y aumentar la nitidez focal con mayor frecuencia. Nmero de elementos: transductores Phased gama ms comnmente tienen desde 16 hasta 128 elementos, y algunos tienen hasta 256. Un mayor nmero de elementos aumenta la capacidad de enfoque y direccin, y puede aumentar el rea de cobertura, as, sino que tambin aumenta los costos de investigacin y de instrumentacin. Cada uno de estos elementos de forma individual pulsado para crear el frente de onda de inters. Por lo tanto, la dimensin a travs de estos elementos se refiere a menudo como la direccin activa o de direccin. Tamao de los elementos: Como anchura del elemento se hace ms pequeo, haz aumenta la capacidad de direccin, pero la cobertura del rea grande se requieren ms elementos a un costo mayor. Los parmetros dimensionales de un arreglo de fase Habitualmente se define de la siguiente manera:

Esta informacin es el uso de instrumentos de software para generar la forma del haz deseado. Si no se introduce de forma automtica por el software de reconocimiento de la sonda, entonces debe ser introducido por el usuario durante la instalacin.

Zapatas de fasesAdems de los transductor s mismo, por etapas asambleas sonda serie por lo general incluyen tambin una cua de plstico.Las cuas se utilizan tanto en ondas de corte y las aplicaciones de ondas longitudinales, incluyendo escneres de haz lineal directa. Estas cuas realizan bsicamente la misma funcin en los sistemas de arreglo de fase como en la convencional de deteccin de un solo defecto elemento, el acoplamiento de la energa de sonido desde el transductor a la pieza de ensayo de tal manera que el modo de conversos y / o refracta en un ngulo deseado de acuerdo con la ley de Snell . Mientras que los sistemas de matriz escalonada se utilizan de orientacin del haz para crear vigas en ngulos mltiples de una sola cua, este efecto de refraccin es tambin parte del proceso de generacin del haz. Cuas de cizalla de onda son muy similares a los utilizados con los transductores convencionales y, como cuas convencionales que vienen en muchos tamaos y estilos. Algunos de ellos con orificios acoplante la alimentacin de aplicaciones de escaneado. Una tpica cua de fases se ver ms adelante.

Grado cero cuas son bsicamente plana bloques de plstico que se utilizan para el acoplamiento de la energa del sonido (y para la proteccin de la cara del transductor de rasguos o abrasin) en las exploraciones lineales rectas y tambin de bajo ngulo de anlisis de ondas longitudinales en ngulo.

Las cuas tambin puede ser personalizado para adaptarse a contornos geometras complejas parte. Hay varias dimensiones de cua, adems de ngulo de incidencia que se utilizan en la programacin de escaneos arreglo de fase, para asegurar la distancia correcta y la calibracin de profundidad, as como adecuado ngulo refractado. Estos parmetros se enumeran en la documentacin de la cua del fabricante y debe registrarse como referencia.

Pulso por etapas y sus efectosSiempre que las ondas procedentes de dos o ms fuentes de interactuar unos con otros, no dejar de ser efectos que conducen a un aumento o disminucin de la energa de las olas en el punto de combinacin. Cuando las ondas elsticas de la misma frecuencia se encuentran en tal forma que sus desplazamientos son precisamente sincronizados (en fase, o ngulo de fase 0), las energas de onda se

suman para crear una onda de mayor amplitud. Si cumplen, de manera que sus desplazamientos son exactamente lo contrario (180 grados fuera de fase), entonces la energa de onda se anulan entre s. En los ngulos de fase entre 0 grados y 180 grados, habr una serie de etapas intermedias entre la suma total y la cancelacin total. Variando el tiempo de las olas de un gran nmero de fuentes, es posible utilizar estos efectos tanto a dirigir y el enfoque de la frente de onda resultante combinada. Este es un principio fundamental detrs de la prueba phased array.

En los transductores convencionales, los efectos de interferencia constructiva y destructiva de crear el campo cerca de zonas alejadas y de campo y los gradientes de presin distintos en el mismo. Adems, un transductor de ngulo del haz convencional utiliza un solo elemento para lanzar una ola en forma de cua. Puntos en este frente de onda experiencia intervalos de retardo diferente debido a la forma de la cua. Estos son los retrasos mecnicos, en contraposicin a los retrasos electrnicos empleados en las pruebas de arreglo de fase. Cuando el frente de onda llega a la superficie inferior se puede visualizar a travs de principio de Huygens como una serie de fuentes puntuales. Las ondas tericamente esfricas de cada uno de estos puntos interactan para formar una sola onda de un ngulo determinado por la ley de Snell.

En las pruebas de arreglo de fase, los efectos previsibles de refuerzo y la cancelacin causada por la eliminacin se utilizan para dar forma y dirigir el haz de ultrasonidos. Pulsante elementos individuales o grupos de elementos con diferentes retardos crea una serie de olas de fuente puntual que se combinan en un frente de onda nica que viajar a un ngulo seleccionado. Este efecto electrnico es similar a la demora mecnica generada por una cua convencional, pero puede ser ms dirigido por cambiar el patrn de los retrasos. A travs de la interferencia constructiva, la amplitud de esta onda combinada puede ser considerablemente mayor que la amplitud de cualquiera de las ondas individuales que lo producen. Del mismo modo, retrasos variables se aplican a los ecos recibidos por cada elemento de la matriz para resumir las respuestas de tal manera como para representar un solo angular y / o un componente central de la viga total. Adems de alterar la direccin del frente de onda primario, esta combinacin de componentes individuales del haz permite rayo concentrndose en un punto en el campo cercano.

Elementos suelen ser pulsado en grupos de 4 a 32 con el fin de mejorar la sensibilidad efectiva de la apertura cada vez mayor, lo que reduce la difusin del haz no deseado y permite centrarse ms ntidas. Los ecos que regresan son recibidos por los diversos elementos o grupos de elementos y el tiempo pasado-cuando sea necesario compensa las variaciones de los retrasos en cua y luego se suman. A diferencia de un transductor elctrico convencional de una sola, que de hecho se fusionarn los efectos de todos los componentes del haz que la huelga de su rea, un transductor de arreglo de fase espacial puede ordenar que regresan del frente de onda de acuerdo a la hora de llegada y la amplitud en cada elemento. Cuando son procesadas por el software de instrumentos, cada ley volvi focal representa el reflejo de un determinado componente angular de la viga, un punto en particular a lo largo de una trayectoria lineal, y / o un reflejo de una profundidad focal particular. La informacin eco se pueden visualizar en cualquiera de los diversos formatos estndar.

Secuencia de las Leyes focalesComo se seal anteriormente, por etapas rayos gama son generadas por pulsos de los elementos de la sonda o grupos de elementos en un patrn particular. De ultrasonidos phased array va a generar estos modelos basados en la informacin que ha sido introducido por el usuario. Software se conoce como una calculadora de la ley de coordinacin establece tiempos especficos para la coccin de retraso de cada grupo de elementos con el fin de generar la forma deseada mediante la interaccin del haz de ondas, teniendo en cuenta la sonda y la cua caractersticas, as como las caractersticas geomtricas y acsticas del material de ensayo. La secuencia de pulsos programado seleccionado por software de operacin del instrumento se pone en marcha una serie de frentes de onda individuales del material de ensayo. Estos frentes de onda, a su vez se combinan de manera constructiva y destructiva en un frente de onda principal y nico que viaja a travs del material de ensayo y se refleja en las grietas, las discontinuidades, las paredes de atrs, y los lmites de otros materiales, como cualquier onda de ultrasonido convencional. El rayo puede ser guiado a travs de forma dinmica varios ngulos, distancias focales, y tamaos de punto focal de tal manera que un conjunto de sonda sola es capaz de examinar el material de prueba a travs de una variedad de perspectivas diferentes. Esta orientacin del haz pasa muy rpido, por lo que un anlisis desde mltiples ngulos y con mltiples profundidades focales se puede realizar en una pequea fraccin de segundo.

Formacin del hazLa respuesta de cualquier sistema de pruebas de ultrasonido es una combinacin de factores: el transductor, el tipo de instrumento utilizado y su configuracin, y las propiedades acsticas del material de ensayo. Las respuestas producidas por los transductores Phased Array, como los de cualquier otros transductores ultrasnicos para END, estar relacionado con los dos parmetros de diseo del transductor como la frecuencia, el tamao y la amortiguacin mecnica, y los parmetros del pulso de excitacin que se utiliza para conducir. cuatro parmetros transductor importante ser tener una serie de efectos interrelacionados en el rendimiento. Frecuencia - Como se seal en la seccin anterior, la frecuencia de prueba tiene un efecto significativo en la longitud de campo cercano y dispersin del haz. En la prctica, las frecuencias ms altas pueden proporcionar una mejor relacin seal-ruido de las frecuencias ms bajas, ya que ofrecen potencialmente ms agudo y por lo tanto un enfoque ms estricto, punto focal ms optimizado. Al mismo tiempo, la penetracin de cualquier material de prueba se reducir con frecuencia debido a la atenuacin del material aumentando a medida que la frecuencia aumenta. Aplicaciones que implican trayectorias de sonido muy largo o materiales de prueba que son altamente atenuantes o dispersin requerir el uso de las frecuencias ms bajas. Por lo general, industrial phased array se ofrecen con frecuencia betwen1 MHz y 15. tamao de los elementos - como el tamao de los elementos individuales en un conjunto disminuye, el haz aumenta la capacidad de gobierno. El tamao mnimo elemento concreto para las sondas comerciales es tpicamente alrededor de 0,2 mm. Sin embargo, si el tamao del elemento es menor que una longitud de onda, fuerte lbulos secundarios no deseados que se producen. Nmero de elementos - como el nmero de elementos de una matriz se incrementa, por lo que puede el rea de cobertura fsica de la sonda y su sensibilidad, capacidad de concentracin, y direccin de capacidad. Al mismo tiempo, el uso de arrays grandes, a menudo deben equilibrarse con los problemas de complejidad y coste del sistema. tono y la apertura - El tono es la distancia entre los elementos individuales, la apertura es el tamao efectivo de un elemento de pulsacin que es por lo general consta de un grupo de los elementos individuales que son pulsadas simultneamente (apertura virtual). Para optimizar el ngulo de direccin, el tono debe ser pequeo.Para una sensibilidad ptima, haz deseado mnima difusin, y el enfoque fuerte, la apertura debe ser grande. Hoy en da es de ultrasonidos phased array ms apoyo a las leyes de coordinacin para un mximo de 16 aperturas elemento. Los sistemas ms avanzados permiten hasta 32 o incluso 64 aperturas elemento. Los conceptos clave para un haz de amplia comprensin general por etapas se pueden resumir de la siguiente manera: Un grupo de elementos se dispara con una ley de coordinacin programadas. Esto se suma la apertura del transductor deseado y las caractersticas del haz.

Orientacin del hazComo se ha sealado en pginas anteriores, la esencia de las pruebas de arreglo de fase es un haz de ultrasonidos cuya direccin (ngulo refractado) y el enfoque puede dirigirse electrnicamente variando el retardo de excitacin de los elementos individuales o grupos de elementos. Esta orientacin del haz permite mltiples ngulos y / o inspeccin de mltiples puntos de una sola sonda y una posicin nica sonda.

Como se explic anteriormente, las caractersticas del haz de ultrasonidos se definen por muchos factores. Adems de elemento de cota, la frecuencia y el amortiguamiento que rigen el desempeo convencional solo elemento, el comportamiento de los transductores de ultrasonido phased array se ve afectada por la forma en pequeos elementos individuales se colocan, de tamao y se agrupan para crear una apertura efectiva equivalente a su homlogo convencional. Para los transductores Phased Array N elementos se agrupan para formar la apertura efectiva de que se puede aproximar por la dispersin del haz del transductor modelos convencionales.

Para transductores Phased Array, el ngulo de giro mximo (a -6 dB) en un caso determinado se deriva de la ecuacin de la dispersin del haz. Puede verse fcilmente que los elementos ms pequeos tienen la

dispersin del haz y el contenido por lo tanto, mayor energa angular, que se pueden combinar para maximizar la direccin. A medida que disminuye el tamao del elemento, ms elementos deben ser pulsados juntos para mantener la sensibilidad.

Recordando que el lmite prctico para la fabricacin de fases transductor restringe el ancho mnimo de elementos individuales de 0,2 mm, la apertura activa de una sonda de 16 elementos con 0,2 mm de los elementos sera de 3,2 mm. La creacin de una abertura de 6,4 mm se requieren 32 elementos. Si bien estos sensores sin duda maximizar la direccin, las aberturas pequeas que limitan el rea de cobertura esttica, la sensibilidad y la capacidad de enfoque. El ngulo de direccin se pueden modificar mediante el uso de una cua de ngulo para cambiar el ngulo de incidencia del haz de sonido de forma independiente de la direccin electrnica.

Lbulos Principales y lbulos secundariosOtro fenmeno asociado con sondas de arreglo de fase es la generacin de lbulos de rejilla no deseados o los lbulos laterales, dos fenmenos estrechamente relacionados causados por la energa del sonido que se extiende desde el transductor en ngulos distintos de la ruta principal. Este fenmeno no se limita a los sistemas de matriz escalonada - lbulos no deseados, tambin se producen con los transductores convencionales a medida que aumenta el tamao del elemento. Estos caminos no deseados rayos son reflejados desde la superficie de la pieza de prueba y causar falsas indicaciones sobre una imagen. La

amplitud de los lbulos de rejilla se ve afectada significativamente por el tamao del terreno de juego, el nmero de elementos, la frecuencia y ancho de banda. Los perfiles de viga por debajo de comparar dos situaciones en las que la apertura de la sonda es aproximadamente el mismo, pero el haz de la izquierda es generada por seis elementos en el terreno de juego de 0,4 mm y la viga a la derecha por tres elementos con una separacin de 1 mm. El rayo de la izquierda es de aproximadamente en forma de un cono, mientras que el rayo de la derecha tiene dos lbulos falsos en aproximadamente un ngulo de 30 grados respecto al eje central de la viga.

Lbulos de rejilla se producir siempre que el tamao de los elementos individuales de una matriz es igual o mayor que la longitud de onda, y no habr lbulos de rejilla, cuando el tamao del elemento es menor que media longitud de onda. (Para los tamaos de los elementos entre la mitad y una longitud de onda, la generacin de lbulos de rejilla depender del ngulo de direccin.) As, la forma ms sencilla de reducir al mnimo lbulos de rejilla en una determinada aplicacin se utiliza un transductor con un paso pequeo. Diseo de transductores especializados incorporando subdicing (elementos cortantes en elementos ms pequeos) y variar el espacio elemento tambin reducir los lbulos no deseados.

Focalizacin Con palpadores phased arrayDesde el ngulo de dispersin del haz, el dimetro del haz en cualquier distancia desde el transductor se puede calcular. En el caso de un transductor de matriz cuadrada o rectangular, por etapas, la dispersin del haz en el plano pasivo ser similar a la de un transductor de desenfocado. En el plano dirigido o activa, el haz puede ser por va electrnica enfocada a la convergencia de la energa acstica a una profundidad deseada. Con un transductor enfocado, el perfil del haz general puede ser representada por un cono de puesta a punto (o una cua en el caso de un solo eje de enfoque) que converge hacia un punto central y luego se separa en un ngulo igual ms all del punto focal, de esta manera:

La longitud de campo cercano y por lo tanto, la divergencia natural de un haz de ultrasonidos son determinados por la abertura (igual al dimetro de los elementos en el caso de los transductores convencionales monoltico) y longitud de onda (velocidad de la onda dividida por la frecuencia). Para un transductor fuera de foco, el dimetro de cerca de la longitud del campo, el ngulo de dispersin del haz, y la viga se puede calcular de la siguiente manera:

La longitud del campo cerca de un material determinado, tambin define la profundidad mxima a la que puede ser un haz de sonido enfocado. Un rayo no se puede enfocar ms all del final del campo cercano. sensibilidad efectiva de un transductor enfocado se ve afectada por el dimetro del haz en el punto de inters. Cuanto menor sea el dimetro del haz, mayor ser la cantidad de energa que se refleja en un pequeo defecto. El dimetro de -6 dB haz de un transductor se centr en el punto focal se puede calcular de la siguiente manera:

A partir de estas frmulas se puede observar que a medida que el dimetro del elemento y / o aumentar la frecuencia, el haz de propagacin disminuye el ngulo. Un ngulo del haz menor dispersin, a su vez puede dar lugar a una mayor sensibilidad efectiva en la zona de campo lejano ya que la energa del haz se disipa ms lentamente. Dentro de su campo cercano, un transductor puede ser enfocado para crear un rayo

converge ms que diverge. El estrechamiento del dimetro del haz en un punto focal aumenta la energa sonora por unidad de rea dentro de la zona focal y por lo tanto aumentando la sensibilidad a los reflectores pequeos. Transductores convencionales suelen hacer esto con una lente acstica de refraccin, mientras que las matrices por etapas hacerlo electrnicamente por medio de pulsaciones por etapas y la formacin de haz resultante efectos. En el caso de las matrices ms utilizadas por etapas lineales y cuadrados con elementos rectangulares, el haz se centrado en la direccin de la direccin y fuera de foco en el sentido pasivo. El aumento del tamao de la abertura aumenta la nitidez de la viga de centrado, como se puede ver en estos perfiles de viga. Las zonas rojas corresponden a la presin de sonido ms alto, y las zonas azules para una presin acstica inferior.

Informacin breve to select sin palpador phased arrayEl diseo de phased array es siempre un compromiso entre la seleccin de la inclinacin adecuada, anchura del elemento y la abertura. El uso de un gran nmero de pequeos elementos para aumentar la direccin, reducir los lbulos laterales y proporcionan centrado, pero puede ser limitado por el costo de la fabricacin y la complejidad del instrumento. La mayora de instrumentos estndar de apoyo aberturas de hasta 16 elementos. La separacin de los elementos mayores distancias puede parecer el camino ms fcil para ganar tamao de la apertura, pero esto crea lbulos no deseados rejilla. Es importante tener en cuenta que los fabricantes de transductores Phased Array ofrecen a menudo las sondas estndar que han sido diseadas

con estos compromisos en cuenta, lo que resulta en un rendimiento optimizado para el uso previsto. Seleccin del transductor real en ltima instancia, ser impulsado por las necesidades finales de la aplicacin. En algunos casos multi-ngulo de la direccin se requiere por caminos de metal pequeo para grandes tamaos de apertura no son necesarios o deseados. En otros casos, la solicitud puede ser para cubrir grandes reas de los defectos laminar se requieren grandes aperturas y el formato de lectura lineal con varios elementos agrupados en la direccin no es necesaria en absoluto. En general, el usuario puede aplicar las mejores prcticas de sus conocimientos UT convencionales para la frecuencia y la seleccin de la abertura. El grfico siguiente es un enlace al catlogo de Olympus NDT fases sonda de matriz. Haga clic en l para ver la seleccin completa de las sondas y las cuas que se encuentra disponible.

Principios de base de la Creacin de Imgenes: Introduccin

Instrumentos de gama convencional y por etapas de ultrasonido utilizan ondas sonoras de alta frecuencia para comprobar la estructura interna de una pieza de prueba o medida de su grosor, y ambos se basan en las mismas leyes bsicas de la fsica que rigen la propagacin de las ondas de sonido. Conceptos similares se emplean tanto en las tecnologas de ultrasonido para presentar los datos de ultrasonidos. convencionales instrumentos de ultrasonido para ensayos no destructivos comnmente bien de un solo elemento activo que genera y recibe ondas sonoras de alta frecuencia, o dos elementos en pares, uno para transmitir y otra para recibir. Un instrumento tpico consiste en un emisor de un solo canal y el receptor genera y recibe una seal ultrasnica, con un sistema de adquisicin digital integrado, que es coordinado con una pantalla de a bordo y un mdulo de medicin. En unidades ms avanzadas de mltiples canales de recepcin pulsador se puede utilizar con un grupo de sensores para aumentar la zona de cobertura para la evaluacin de diferentes profundidades u orientaciones falla y adems puede proporcionar salidas de alarma. En los sistemas ms avanzados, el ultrasonido convencional se puede integrar con los codificadores de posicin, controladores y software como parte de un sistema de imagen. instrumentos phased array, por el contrario, son por naturaleza multi-canal, ya que necesitan para proporcionar patrones de excitacin (leyes focales) a asambleas con transductor de 16 a hasta 256 elementos. A diferencia de los detectores de defectos convencional, los sistemas de matriz escalonada puede barrer un haz de sonido de una sonda a travs de una amplia gama de ngulos de refraccin, a lo largo de una trayectoria lineal, o dinmicamente el foco en una serie de diferentes profundidades, lo que aumenta la flexibilidad y la capacidad en las configuraciones de inspeccin. Esta capacidad adicional de generacin de varias rutas dentro de un transductor de la sonda aade una gran ventaja en la deteccin y, naturalmente, aade la posibilidad de "visualizar" una inspeccin mediante la creacin de una imagen de la zona de inspeccin. Imgenes de fases proporciona al usuario la capacidad de ver el punto relativo a los cambios de punto y multi-angular respuestas defecto, que puede ayudar a la discriminacin y el error de tamao. Aunque esto pueda parecer por s complejo, sino que puede simplificar la ampliacin de la cobertura de inspeccin con el aumento de la deteccin mediante la eliminacin de los aparatos complejos y mltiples transductores que se requieren a menudo por los mtodos convencionales de inspeccin UT. En las secciones siguientes se explicar los formatos bsicos para la matriz de datos convencionales y por etapas presentacin.

A-scanCualquier instrumento ultrasnico normalmente registra dos parmetros fundamentales de un eco: lo grande que es (amplitud), y donde se produce en el tiempo con respecto a un punto cero (pulso de tiempo de trnsito). El tiempo de trnsito a su vez, generalmente est relacionada con la profundidad del reflector o de la distancia, sobre la base de la velocidad del sonido en el material de prueba y de la simple relacin Distancia = velocidad x tiempo de la presentacin ms bsica de los datos de forma de onda ultrasnica tiene la forma de

una exploracin de A-o forma de onda, en la que se hacen eco de amplitud y tiempo de trnsito son trazados en una cuadrcula simple con el eje vertical representa la amplitud y el eje horizontal representa el tiempo. El siguiente ejemplo muestra una versin con una forma de onda rectificada, no rectificado muestra RF tambin se utilizan. La barra roja en la pantalla es una puerta que se selecciona una parte del tren de ondas para el anlisis, por lo general la medicin de la amplitud del eco y / o profundidad.

B-scan de valor nicoOtra forma de presentar esta informacin es un valor nico de B-scan. Un nico valor B-scan es de uso general con detectores de defectos convencional y calibres de espesor de corrosin para trazar la profundidad de los reflectores con respecto a su posicin lineal. El espesor se representa como una funcin del tiempo o la posicin, mientras que el transductor se analiza a lo largo de la parte para proporcionar el perfil de profundidad. Correlacionar los datos de ultrasonido con transductor de posicin actual permite una vista proporcional a trazar y permite la posibilidad de correlacionar y seguimiento de los datos a reas especficas de la parte objeto de la inspeccin. Este seguimiento de la posicin se realiza normalmente mediante el uso de dispositivos electromecnicos, conocido como codificadores. Estos codificadores se utilizan en instalaciones que son escaneados manualmente o en sistemas automatizados que mover el transductor por un motor programable controlado por escner. En cualquier caso, el codificador de los registros de la ubicacin de cada uno de adquisicin de datos con respecto a una deseada definida por el usuario y la resolucin de escaneo patrn ndice. En el caso siguiente, el B-scan muestra dos reflectores de profundidad y un reflector ms superficial, que corresponde a las posiciones de los lado de agujeros en el bloque de prueba.

Mapeo C-scanOtra opcin de presentacin es una C-scan, una presentacin de dos dimensiones de datos que se muestran en una vista desde arriba o de plano de una pieza de prueba, similar en su punto de vista grfico para una imagen de rayos X, donde el color representa la amplitud de la seal en la puerta o la profundidad en cada punto de la pieza de prueba asignado a su posicin.Imgenes planas se pueden generar en las partes planas de los datos de seguimiento a la posicin XY, o en piezas cilndricas de rastreo de posicin axial y angular. Para la ecografa convencional, un escner de mecnica con los codificadores se utiliza para rastrear las coordenadas del transductor a la resolucin de ndice deseado. Las imgenes que siguen muestran conceptualmente C-scan de un bloque de referencia que se hace con un sistema de inmersin convencionales de exploracin usando un transductor de inmersin centrado.

C-scan phased arrayUn C-scan de un sistema de arreglo de fase es muy similar a la de la sonda convencional se ve arriba. Con los sistemas de matriz escalonada sin embargo, la sonda se suele movido fsicamente a lo largo de un eje, mientras que el haz electrnico explora a lo largo de la otra de acuerdo a la secuencia de las leyes focales. Amplitud de la seal o la profundidad de los datos se recogen dentro de la regin privada de inters convencional, al igual que en C-scan. En el caso de arreglos de fase, los datos se representan con la progresin de la ley de cada centro, con la apertura del haz programado. A continuacin se muestra un anlisis actual del bloque de la misma prueba mostr en la seccin anterior con una codificacin de 5 MHz, la sonda de 64 elementos de la matriz lineal, con un cua recta o espectculo. Cada ley focal utiliza 16 elementos para formar la abertura, y en cada pulsacin de los incrementos elemento inicial por uno. Esto se traduce en cuarenta y nueve puntos de datos que se trazan (en sentido horizontal en la imagen de abajo) en 37 mm del transductor (1,5 ") de longitud. A medida que el transductor se mueve en lnea recta hacia delante,

un plano C-scan emerge. Codificadores Normalmente se utiliza siempre que la correspondencia exacta geometra de la imagen de la exploracin de la parte debe ser mantenida, aunque no codificadas anlisis manuales tambin pueden proporcionar informacin til en muchos casos. Mientras que la resolucin grfica no es totalmente equivalente a la convencional C-scan por el tamao de la viga ms eficaz, hay otras consideraciones. El sistema de arreglo de fase es de campo porttil, que el sistema convencional no es, y cuesta alrededor de un tercio del precio. Adems, la imagen de arreglo de fase se hizo en pocos segundos, mientras que la exploracin de inmersin convencionales tom varios minutos. Generacin en tiempo real de la C-scan se muestra a continuacin.

B-scan de corte transversalA la seccin transversal B-Scan proporciona una visin detallada de la final una pieza de prueba en un solo eje. Esto proporciona ms informacin que el nico valor B-scan presentado anteriormente. En vez de conspirar un solo valor medido dentro de una regin cerrada, el conjunto A-scan de forma de onda se digitaliza en cada ubicacin del transductor. Sucesivas-scan se trazan a travs del tiempo transcurrido o la posicin actual del transductor codificados con el fin de llamar la pura secciones de la lnea de escaneado. Esto permite la visualizacin de la superficie de los reflectores cercanos y lejanos dentro de la muestra. Con esta tcnica, los datos de forma de onda completa es a menudo se almacenan en cada lugar y se recordar a partir de la imagen para una mayor evaluacin o verificacin. Para lograr esto, cada punto digitalizado de la forma de onda se ha trazado para que el color que representa la amplitud de la seal aparece en el propio de profundidad. Ascans sucesivos estn digitalizados, relacionados con el color y "apilados" en intervalos definidos por el usuario (tiempo transcurrido o la posicin) para formar una verdadera pocos imagen transversal.

S-scan serie lineal por etapasUn sistema de arreglo de fase utiliza electrnica de barrido a lo largo de una sonda de disposicin lineal para crear un perfil transversal sin mover el transductor. A medida que cada ley focal es secuenciado, el asociado del A-scan se digitaliza y se representa. Aperturas sucesivas se "apilan" la creacin de una vista en vivo de corte transversal. Una representacin animada de esta secuencia de una sonda de 16 elementos lineales se muestra a continuacin. En la prctica esto electrnico de barrido se realiza en tiempo real para una seccin transversal en vivo puede ser visto como continuamente el transductor se mueve fsicamente. A continuacin se muestra una imagen en tiempo real con 64 elementos lineales de la sonda de ultrasonido phased array. En el siguiente ejemplo el usuario programar la ley de coordinacin para el uso de 16 elementos para formar una abertura y se secuenciaron los incrementos elemento inicial por uno. Esto se traduce en 49 formas de onda individuales que se apilan para crear el tiempo real de la seccin transversal a travs del transductor 1,5 "de largo.

Tambin es posible explorar en un ngulo fijo a travs de elementos. Como veremos ms adelante esto es muy til para la inspeccin de soldaduras automticas. El uso de un elemento 64 sonda lineal de fases con cua, las ondas de corte puede ser obtenida a un ngulo definido por el usuario (a menudo 45, 60 o 70 grados). Con una apertura de la secuencia a travs de la longitud de la sonda completa los datos volumtricos de soldadura se pueden reunir sin la necesidad de aumentar la distancia fsica para soldar la lnea central durante la exploracin. Esto proporciona a la inspeccin solo paso a lo largo de la longitud de la soldadura.

S-scan gama angular fasesDe todos los modos de imagen discutido hasta ahora, el anlisis sectorial angular es exclusivo de equipos de ultrasonido phased array. En un anlisis sectorial lineal, todas las leyes focales empleado un ngulo fijo con aperturas de secuenciacin. Angular de las exploraciones sectorial, por otro lado, el uso aberturas fijas y dirigir a travs de una secuencia de puntos de vista. Existen dos formas principales se utilizan normalmente. Los ms conocidos, muy comn en imgenes mdicas, utiliza una cua de la interfaz de cero para dirigir las

ondas longitudinales de crear una imagen en forma de pastel que muestra laminar y defectos de un ligero ngulo. El segundo formato utiliza una cua de plstico para aumentar el ngulo del haz incidente para la generacin de ondas de corte, con mayor frecuencia en el rango de ngulo refractado de 30 a 70 grados. Esta tcnica es similar a la inspeccin del ngulo de iluminacin convencional, excepto que el haz barre a travs de una amplia gama de ngulos en lugar de un solo ngulo fijo nico determinado por una cua. Al igual que con el anlisis sectorial lineal, la presentacin de la imagen es una imagen de corte transversal de la zona de inspeccin de la probeta. La generacin de la imagen real de las obras en el mismo apilados A-scan en principio que se discuti en el contexto del anlisis sectorial lineal presentado en la seccin anterior. El usuario final define el ngulo inicial, final y la solucin de paso para generar la imagen sectorial. Te dars cuenta de que la abertura se mantiene constante, con cada ngulo definido generar un haz que corresponde con las caractersticas definidas por la apertura, la frecuencia, la amortiguacin y similares. La respuesta de forma de onda de cada ngulo (leyes focales) se digitaliza y se representa en relacin con el color correspondiente en el ngulo adecuado, la construccin de una imagen de corte transversal. En la actualidad la exploracin sectoriales se produce en tiempo real con el fin de ofrecer continuamente imgenes dinmicas con el movimiento del transductor. Esto es muy til para la visualizacin de defectos y aumenta la probabilidad de deteccin, especialmente con respecto a los defectos orientadas al azar, todos los ngulos de inspeccin se puede utilizar a la vez.

S-scan gama angular fasesDe todos los modos de imagen discutido hasta ahora, el anlisis sectorial angular es exclusivo de equipos de ultrasonido phased array. En un anlisis sectorial lineal, todas las leyes focales empleado un ngulo fijo con aperturas de secuenciacin. Angular de las exploraciones sectorial, por otro lado, el uso aberturas fijas y dirigir a travs de una secuencia de puntos de vista. Existen dos formas principales se utilizan normalmente. Los ms conocidos, muy comn en imgenes mdicas, utiliza una cua de la interfaz de cero para dirigir las ondas longitudinales de crear una imagen en forma de pastel que muestra laminar y defectos de un ligero ngulo. El segundo formato utiliza una cua de plstico para aumentar el ngulo del haz incidente para la generacin de ondas de corte, con mayor frecuencia en el rango de ngulo refractado de 30 a 70 grados. Esta tcnica es similar a la inspeccin del ngulo de iluminacin convencional, excepto que el haz barre a travs de una amplia gama de ngulos en lugar de un solo ngulo fijo nico determinado por una cua. Al igual que con el anlisis sectorial lineal, la presentacin de la imagen es una imagen de corte transversal de la zona de inspeccin de la probeta. La generacin de la imagen real de las obras en el mismo apilados A-scan en principio que se discuti en el contexto del anlisis sectorial lineal presentado en la seccin anterior. El usuario final define el ngulo inicial, final y la solucin de paso para generar la imagen sectorial. Te dars cuenta de que la abertura se mantiene constante, con cada ngulo definido generar un haz que corresponde con las caractersticas definidas por la apertura, la frecuencia, la amortiguacin y similares. La respuesta de forma de onda de cada ngulo (leyes focales) se digitaliza y se representa en relacin con el color correspondiente en el ngulo adecuado, la construccin de una imagen de corte transversal. En la actualidad la exploracin sectoriales se produce en tiempo real con el fin de ofrecer continuamente imgenes dinmicas con el movimiento del transductor. Esto es muy til para la visualizacin de defectos y

aumenta la probabilidad de deteccin, especialmente con respecto a los defectos orientadas al azar, todos los ngulos de inspeccin se puede utilizar a la vez.

Imgenes combinadasEtapas imgenes conjunto son poderosas en su capacidad para proporcionar una visualizacin en tiempo real de datos volumtricos. A travs del proceso de barrido electrnico, imgenes verdaderamente se convierte en tiempo real y se utiliza tanto en sistemas manuales y automatizados para aumentar la probabilidad de deteccin. Especialmente en los instrumentos de serie automatizada y ms capaz en fases, la capacidad de mostrar varios tipos de imgenes y almacenar la informacin completa de forma de onda prima durante toda la inspeccin post-permite escanear el anlisis de la inspeccin. Debido a que todos los datos de forma de onda ultrasnica se recoge, esto permite un anlisis posterior permite la reconstruccin de los anlisis sectoriales, C-scan o B-scans con la informacin correspondiente A-scan en cualquier lugar de inspeccin. Por ejemplo, la pantalla de abajo muestra simultneamente el rectificado de forma de onda Ascan, un perfil transversal B-scan, y una imagen de C-scan de un conjunto de agujeros de referencia en un bloque de prueba de acero.

Efectos del haz: Generalidades De ultrasonidos phased array permite al operador programar una serie de parmetros que afectan a la forma del haz de sonido y, a su vez la resolucin grfica de las imgenes resultantes. El escaneo de imgenes a continuacin muestran el efecto de aumentar la apertura virtual de una sonda de ultrasonido phased array de pulsando los elementos en grupos. Utilizando una sonda de elemento de 64 aos con 0,6 mm (0,024 pulgadas) de paso, los elementos son pulsadas en grupos de 4, 8 y 16, mientras que imgenes de perforado de lado los agujeros en un bloque de referencia. La mayor apertura (16 elementos) produce una imagen que es mucho ms ntida que la producida por las aberturas ms pequeas, y tambin da la respuesta de mayor amplitud de los agujeros de destino. Por supuesto, grandes aberturas slo se puede

lograr con sondas que tienen un gran nmero de elementos, que a su vez son ms caros y por lo general requieren instrumentos ms caros que los impulsan.

Otra de las variables en la creacin de una prueba de arreglo de fase es el nmero de programar las leyes focales o incrementos angulares de un anlisis, que permita controlar eficazmente el nmero de puntos de vista individuales que se utilizan para generar una imagen. Un gran nmero de leyes focales por lo general, produce una imagen ms detallada, pero potencialmente a expensas de la velocidad de escaneo y el consumo de energa. Menos leyes focales significa que las imgenes se puede actualizar ms rpido y menor consumo de energa es, pero las imgenes resultantes son menos agudos.

Como la apertura y el nmero de leyes focales, haz electrnico de enfoque (como se discuti en la Seccin 2.14) puede tener un efecto significativo tanto en la nitidez de una imagen y la amplitud de la reflexin de un objetivo. El anlisis a continuacin muestran fuera de foco (izquierda) y centrado (derecha) 5 MHz imgenes de tres orificios laterales perforados en un bloque de acero de referencia.

Quizs la variable ms fundamentales que afectan a la resolucin grfica es la seleccin de la sonda. Mayor frecuencia por lo general ofrecen una mayor resolucin que las frecuencias ms bajas, mientras que las frecuencias ms bajas tienen una ventaja de penetracin en aplicaciones de sonido rutas muy largas, o materiales de prueba que son altamente atenuantes o dispersin. Los escneres muestran a continuacin una serie de orificios laterales perforados en un bloque de acero de referencia con imgenes de un 5 MHz, 64 sonda de elemento (izquierda) y una de 2 MHz, 16 sonda de elemento (derecha), en ambos casos utilizando una apertura de 16 elementos. La imagen de 5 MHz es mucho ms ntida.

La prueba de 5 MHz requiere un nivel de ganancia mayor, ya que la atenuacin en el material aumenta de forma proporcional a la frecuencia. Sin embargo en la ganancia de la mayora de las aplicaciones del sistema de fases no es un factor limitante.

GeneralidadesHay una gran variedad phased array disponible en el mercado. Mientras que la sonda de disposicin lineal es sin duda la configuracin de uso ms comn, transductores de medida con un recuento de los elementos de alta y variando la colocacin elemento tambin estn disponibles, a menudo diseados para satisfacer las exigentes necesidades de las aplicaciones que requieren alta velocidad de la plena cobertura volumtrica y / o de orientacin del haz complejo. Para satisfacer estas necesidades, hay varios niveles de la instrumentacin phased array ahora comercialmente disponible en tres clasificaciones generales: manual de campo porttil, porttil de campo automtica, y los instrumentos de rack para la inspeccin en lnea.

Diagrama del EquipoEl requisito fundamental de todos los instrumentos de arreglo de fase es la posibilidad de configurar un grupo definido de elementos con el pulsador de programacin y los retrasos de recepcin comnmente se conoce como una ley de coordinacin. El instrumento forma imgenes mediante la secuenciacin leyes focales con emisor de impulsos diferentes retrasos y receptor a travs de la apertura del mismo, o la multiplexacin de la misma ley a travs de aberturas escalonada. Durante pulsante, un disparador se enva a un banco de emisores con la secuencia de retardo necesario para lograr el rayo deseado . En la recepcin, las seales son digitalizadas y el retraso de acuerdo con una ley de coordinacin y se suman para formar una respuesta nica RF.Esta forma de onda es amplificada, filtrada segn sea necesario, digitalizados, procesados y almacenados. Como una secuencia de las leyes focales se est terminando, la imagen es a la vez muestra junto con una asociada A-Scan y mediciones. En la exploracin lineal, grupos de elementos se intensifican a travs de un multiplexor para reducir el costo y la complejidad electrnica.Una visin conceptual se muestra a continuacin en una configuracin de reduccin consta de cuatro impulsos / receptores de un excitante elemento 8 de la sonda. Tenga en cuenta que para los anlisis sectoriales, el nmero mximo de elementos que se pueden utilizar es de cuatro.

Especificaciones de los Equipos de ultrasonidos convencionales

Al evaluar los detectores convencionales defecto, una serie de caractersticas funcionales a menudo se especifican. Estas caractersticas generalmente son compartidos con los instrumentos de arreglo de fase. No todos los elementos enumerados a continuacin estn disponibles en todos los instrumentos. Emisor y receptor: define en gran medida el rango de operacin de los transductores que se pueden utilizar con el instrumento de medicin y visualizacin: opciones de tamao: A vareity de las normas de deteccin de fallas y los cdigos se han desarrollado y en la prctica para el dimensionamiento de una variedad de defectos.Estos se aplican a la inspeccin de soldaduras, as como a una variedad de estructuras metlicas y materiales compuestos.Algunas inspecciones que requieren un cdigo especfico que seguir. Como resultado de una variedad de herramientas ya estn disponibles en detectores de fallas digitales convencionales para automatizar y registrar las herramientas requeridas por estos cdigos.

Entradas y salidas:

Especificaciones de los Equipos de ultrasonidos phased arrayDebido a la naturaleza multi-elemento de los instrumentos de arreglo de fase, hay otras especificaciones clave que necesitan mayor consideracin y revisin. Cantidad de emisores: Se definir el nmero mximo de elementos que se pueden agrupar para formar una apertura activa o la abertura de la sonda virtual. Nmero de receptores: Se definir el nmero total de elementos que pueden ser utilizados para la secuenciacin de aperturas que lleva al aumento potencial de la cobertura de una huella nica sonda. XX: YY : convencin de nomenclatura utilizada en el XX = Nmero de emisores e YY = Nmero de receptor caminos. El nmero de receptores es siempre mayor o igual al nmero de emisores. Instrumentos de 16:16 a 32:128 estn disponibles en envases de campo porttil. Mayor emisor y receptor de las combinaciones estn disponibles para inspeccin en lnea y / o sistemas que utilizan sondas de mayor nmero de elementos. leyes focales: El nmero de las leyes focales que pueden ser combinados para formar una imagen es a menudo especificado. En general, la mayor XX: YY puede soportar configuraciones de las leyes ms fundamentales, tal como ellos apoyan un mayor elemento de aperturas y de apertura / o ms la intensificacin en la exploracin lineal. Tenga en cuenta que las leyes ms focal no siempre significa una mayor funcionalidad. Tomemos el ejemplo a continuacin, utilizando una sonda de 64 elementos de realizar un anlisis sectorial de tres agujeros perforados de lado 40 a 70 grados, la comparacin de la direccin con un grado (30 leyes), 2 grado (15 leyes), y 4 grados (7 leyes) pasos ms de 2 pulgadas, la ruta de metal de 50 mm. Mientras que la imagen ser un poco mejor definido con incrementos de ngulo ms fino, la deteccin de menor resolucin es adecuada. A menos dimetro del haz se reduce drsticamente con el enfoque, el tamao de las imgenes no cambiar drsticamente tampoco.

Ejemplos para el nmero de leyes focales necesario realizar exploraciones lineales con diferentes combinaciones de aberturas de la sonda virtual y el recuento total de elementos se muestra a continuacin. De lo anterior, es evidente que una configuracin de 16:16 se utiliza con un 16 transductores nico elemento que puede requerir de 30 las leyes, mientras que una configuracin de instrumento o 16:128 32:128 utiliza en modo de escaneo con un transductor lineal de 128 elementos puede muy bien requerir 128 leyes focales. PRF / Tasa de actualizacin: Los instrumentos pueden variar considerablemente en la actualizacin de pantalla en los modos de imagen diferentes. Por etapas modos de imagen matriz: Un ejemplo de una reduccin de cuatro secuencia de exploracin ley focal lineal con una actualizacin de 60 Hz visualizacin de la imagen se muestra a continuacin para la conceptualizacin.

La tasa de imagen de visualizacin real puede verse afectada por otros parmetros. La tasa de actualizacin del A-scan de una ley focal individual variar entre los instrumentos. En algunos instrumentos, la tasa de Ascan PRF est limitada por la actualizacin de la imagen de pantalla mximo, si se muestra con la imagen de arreglo de fase, o incluso cuando se maximizan a un total del A-scan. Por esta razn, en algunas aplicaciones puede ser importante para verificar A-scan PRF cuando procedan de secuencia de la ley de coordinacin en los distintos modos de visualizacin de la imagen. reconocimiento de la sonda: La capacidad de reconocer phased array reduce el tiempo de configuracin de forma automtica la configuracin de una configuracin del instrumento con nmero adecuado de elementos y la geometra de la sonda. Tipos de imgenes: anlisis sectorial y lineal se pueden conseguir en los instrumentos de arreglo de fase. La capacidad de apilar estos modos de imagen para crear la amplitud y la profundidad de C-scan permite que las imgenes planas que se forme y proporciona los medios para ampliar el tamao defectos. almacenamiento de forma de onda: La capacidad de almacenar crudo ondas de radiofrecuencia permite que los datos se revisarn fuera de lnea. . Esto es particularmente til cuando se recogen datos sobre una gran superficie Multi-Grupo de apoyo:ms capaces de ultrasonidos phased array permite que mltiples grupos de la ley de coordinacin para ser secuenciados en uno o ms transductores conectados. Esto es especialmente til en los casos en que es importante recoger datos volumtricos que sern analizados fuera de lnea. Por ejemplo, un 5 MHz, 64 sonda de elemento puede ser programado para usar elementos de 16.01 para una exploracin de grado 40 a 70 del

sector, mientras que un segundo grupo se puede utilizar para realizar un anlisis lineal de 60 grados con una apertura de 16 elementos, dando un paso en un elemento ms de la longitud 64 elemento completo.Encoding: Hay dos clases de instrumentos ampliamente disponible:. manual y codificacin de un manual de fases instrumento funciona como un detector de defectos convencional, ya que proporciona datos en tiempo real. Junto con un A-scan, el aparato muestra en tiempo real S-scan o imgenes lineales de exploracin que puede ayudar en la deteccin y anlisis de la discontinuidad. La capacidad de usar y visualizar ms de un ngulo a la vez en una prueba sera la principal razn para usar este tipo de instrumento. En algunos casos, como el crack de tamao, la imagen se puede utilizar como una herramienta para ayudar a profundidad el tamao de crack. Un instrumento por etapas, con interfaz de codificador se fusiona de datos del sensor de posicin, la geometra de la sonda y programar las secuencias de la ley de coordinacin para permitir que las imgenes de alta gama, y la vista lateral de muestra de ensayo. En los instrumentos que tambin almacenar datos de forma de onda completa, las imgenes pueden ser reconstruidas para proporcionar vistas en seccin transversal a lo largo de la exploracin o regenerar plano Cscan en diversos niveles. Estas imgenes codificadas para permitir plana tamao de los defectos. cursores de referencia: instrumentos proporcionarn varios cursores que se pueden utilizar en una imagen de tamao directa. En un anlisis sectorial, es posible utilizar los cursores para la medicin de la altura de crack. Tamao del defecto aproximada se puede medir en codificado lineal C-scan tambin.

Calibracin y NormalizacinMtodo de calibracin: El mtodo de calibracin de transductores de ultrasonido phased array pueden ser variadas. Como la formacin del rayo se basa en los retrasos elemento variante y grupos, es importante para normalizar la respuesta de cada ley de coordinacin, para compensar tanto las variaciones de la sensibilidad de elemento a elemento en el transductor y para variar la atenuacin de la cua y la eficiencia de la transferencia de energa en diferentes refractada ngulos. Calibracin de retardo de la zapata y la sensibilidad respecto de la secuencia de inspeccin completa, no slo provee una mejor visualizacin de las imgenes, sino que tambin permite la medicin y el tamao de cualquier ley focal. Mientras que Olympus NDT instrumentos permiten la calibracin completa, muchos instrumentos slo permiten la calibracin de una ley de coordinacin en un momento dado.

TVG / CAD para arreglo de fase: Por defectos de tamao, A-scan tcnicas de amplitud utilizando las curvas de CAD o de ganancia de tiempo corregido son comunes. Estos mtodos en cuenta los efectos atenuacin del material y la dispersin del haz de los niveles de ganancia de compensacin (TCG) o dibujar una curva de referencia basado en la respuesta misma reflector de tamao en funcin de la distancia. Al igual que en las calibraciones de sensibilidad, algunos instrumentos permite a un TCG que se construir en varios puntos sobre todas las leyes definidas de coordinacin. En estos instrumentos, el punto de vista se puede cambiar de TCG a la curva de DAC en cualquier momento. Esto permite el uso de las curvas de tamao en mltiples ngulos de anlisis sectorial, o en cualquier apertura virtuales en los anlisis lineal.

Equipos de Tecnologa CombinadaAlgunos instrumentos phased array tambin ofrecen un canal de ultrasonidos convencionales para apoyar las inspecciones con transductores de un solo elemento. Es importante conocer el funcionamiento de este canal convencional. Emisor: Debido al pequeo tamao de los elementos de la matriz por etapas, y aprovechando el hecho de que los efectos constructivos interferencia entre elementos da como resultado una mayor sensibilidad, por etapas pulsadores de serie suelen ser limitadas a 100 voltios. A menudo, los vendedores utilizan este pulsador limitado de fases, como el generador de impulsos del transductor convencional.Esto puede ser muy limitante en aplicaciones de sonido rutas largas o muy atenuar los materiales, especialmente cuando se utilizan frecuencias en o por debajo de 2.25MHz. Soporte de Imagen: Si bien la parte de arreglo de fase del instrumento compatible con A-scan, B-scan, C-scan, y las exploraciones sectorial, esto no significa la parte UT convencional del instrumento necesariamente incorporar cualquier imagen. Instrumentos ms capaces se permite la seccin transversal B-scans cada cierto tiempo con el almacenamiento de forma de onda en la parte convencional. Algunos tambin incluyen la capacidad para interactuar con los transductores convencionales conectados a uno o dos escneres eje codificado para generar condiciones reales relacionadas con B-scans y C-scan respectivamente. Por supuesto anlisis sectorial es nico a la matriz escalonada.

En la siguiente imagen, una combinacin de arreglo de fase / instrumento convencional est trabajando en modo convencional.realizar un B-scan de una tubera corroda con un transductor de doble elemento en un escner de mano codificado. Contina enAnatoma de la pantalla de ultrasonido phased array >>

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En el desarrollo y fabricacin de elementos de material compuesto de matriz polimrica reforzados con fibra, y en especial de fibra de carbono en la industria Aeronutica, una de las principales razones que encarecen la produccin es la inspeccin de estos lotes de piezas para asegurar la ausencia de defectos. Por esta razn, es de enorme importancia la reduccin de costes asociados la inspeccin no destructiva por ultrasonidos, siendo la disminucin del tiempo de inspeccin por pieza un mtodo de gran efectividad para conseguirlo. Para ello se empezaron a utilizar instalaciones automticas y, ms recientemente, implementando la nueva tecnologa Phased Array, optimizar an en mayor medida el tiempo empleado para estas inspecciones. Los palpadores de ultrasonidos han de garantizar que el 100% de la superficie de los elementos fabricados con materiales compuestos, tanto de geometra sencilla como compleja (estructuras de revestimientos de alas, estabilizadores, costillas, largueros, etc.), quede inspeccionada y libre de defectos para su posterior uso de forma completamente segura. Debido a la posible prdida con el tiempo de caractersticas ultrasnicas de los palpadores Phased Array, que pueden afectar a los resultados de las inspecciones, este Proyecto Fin de Carrera tiene como propsito el desarrollo de un Procedimiento concreto que describa, paso a paso, el proceso de evaluacin de estos palpadores de nueva tecnologa para la inspeccin por ultrasonidos de elementos fabricados con materiales compuestos. De este modo se permite aislar y evaluar los fallos detectados, y con ello mejorar la calidad de las inspecciones a realizar. Al mismo tiempo se llena un hueco prcticamente vaco en la literatura en castellano sobre el tema. Este proyecto se llev a cabo en su totalidad en las instalaciones del Laboratorio de Ensayos No Destructivos del departamento de Materiales y Procesos de la factora de Airbus Operations S.L, situada en

Getafe (Madrid). Hasta ahora, en la empresa slo exista un procedimiento para la evaluacin de palpadores convencionales, tanto de contacto como de inmersin, pero dada la gran evolucin de la tecnologa Phased Array surge la necesidad de la creacin de un procedimiento especfico para estos palpadores. Para llegar al Procedimiento definitivo de evaluacin de palpadores de Phased Array se dedic un perodo de, aproximadamente, cuatro meses en horario laboral. Se realizaron muy numerosos y diferentes ensayos y pruebas hasta lograr entender el software de evaluacin y el comportamiento concreto de este tipo de palpadores (que difieren bastante respecto a los de tipo convencional, por la dificultad que entraan por su elevado nmero de elementos), optimizar los parmetros de trabajo, redactar la memoria del propio Procedimiento oficial y crear el modelo de informe de los resultados de la evaluacin de los palpadores. Entre los ensayos realizados destacan los dedicados al Anlisis en Frecuencia de los palpadores. Para ello se estudiaron las dos posibilidades existentes: en cuanto al intervalo de frecuencia a utilizar, banda ancha (de 2 a 30 MHz) y banda estrecha (a 5 MHz) y en lo referente al material, se realizaron sobre acero, metacrilato (PMMA), aluminio y material compuesto de matriz polimrica reforzado con fibra de carbono (CFRP). A partir de estos ensayos se concluy que las condiciones para realizar las evaluaciones de palpadores seran en banda ancha y sobre una probeta patrn de PMMA. El siguiente grupo de ensayos fueron los destinados a estudiar el dimetro y simetra del haz ultrasnico generado por estos palpadores. Para ello se realizaron numerosas pruebas para analizar cmo se comportaba este haz: si provena de un elemento individual o de varios en conjunto. Como conclusin de este ensayo, la apertura ptima para un palpador de un determinado nmero de elementos es aqulla que maximiza la seal con la menor ganancia posible, normalmente usndose una apertura (grupo) de ocho elementos. Dentro de este grupo de ensayos tambin se encuentran los destinados a elegir la distancia de trabajo ptima para realizar las pruebas, concluyendo que sera aproximadamente el punto de mxima presin acstica del palpador. La creacin de este Procedimiento de evaluacin de palpadores Phased Array ha supuesto numerosas aportaciones para la empresa Airbus Operations S.L, siendo algunas de ellas: mayor calidad en el suministro del material, adelanto tecnolgico dado que antes slo exista un Procedimiento para evaluar palpadores convencionales, ventaja competitiva frente a otras empresas por ser un Procedimiento totalmente novedoso y puntero, ahorro de costes asociado a la reduccin significativa de tiempos de inspeccin, etc.

Introduccin a la Tecnologa de ultrasonidos phased arraypor Tom Nelligan y Dan Kass Muchas personas estn familiarizadas con las aplicaciones mdicas de imagen ultrasnica, en el cual ondas sonoras de alta frecuencia se utilizan para crear gran nivel de detalle de la seccin transversal, imgenes de rganos internos. Ecografas mdicas se hacen comnmente con especializados de varios elementos conocidos como transductores de arreglos de fase y sus acompaantes hardware y software. Pero las aplicaciones de la tecnologa de ultrasonido phased array no se limitan al diagnstico mdico. En los ltimos aos, los sistemas de matriz escalonada ha observado un uso creciente en entornos industriales para proporcionar nuevos niveles de informacin y visualizacin en comn las pruebas de ultrasonido, que incluyen la inspeccin d