امواج صوتی با فرکانس بالا استفاده شده برای تشخیص عیب و ضخامت ضخامت در برنامه های آزمایش غیرمتعارف اولتراسونیک توسط پروب های کوچک به نام مبدل های اولتراسونیک تولید و دریافت می شوند. مبدل ها نقطه شروع برای هر آزمایش تست اولتراسونیک هستند ، و آنها در انواع گسترده ای از فرکانس ها ، اندازه ها و سبک های موردی برای پاسخگویی به نیازهای بازرسی قرار می گیرند از تشخیص عیب در فرورفتگی های عظیم فولادی چند تنی تا اندازه گیری ضخامت روکش های کاغذ نازک.
مبدل به طور کلی به عنوان هر وسیله تعریف می شود که یک شکل از انرژی را به دیگری تبدیل می کند. موضوع این مقاله مبدل های اولتراسونیک است که برای ضخامت دهی و تشخیص عیب معمولی مورد استفاده قرار می گیرد. کاوشگرهای آرایه ای مرحله ای که از چندین عنصر برای تولید تیرهای صوتی هدایت شده استفاده می کنند ، در جزئیات شرح داده شده است.
مبدل ها یک پالس انرژی الکتریکی را از ابزار تست به شکل امواج صوتی که از طریق قطعه آزمایش عبور می کنند به انرژی مکانیکی تبدیل می کنند. امواج صوتی که از قطعه آزمایش منعکس می شوند ، به نوبه خود توسط مبدل به پالس انرژی الکتریکی تبدیل می شوند که توسط ابزار تست قابل پردازش و نمایش است. در واقع ، مبدل به عنوان بلندگو و میکروفون اولتراسونیک عمل می کند ، پالس های امواج صوتی را در فرکانس های بسیار بالاتر از دامنه شنوایی انسان تولید و دریافت می کند.
به طور معمول ، عنصر فعال مبدل NDT یک دیسک نازک ، مربع یا مستطیل از سرامیک پیزوالکتریک یا کامپوزیت است که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند و بالعکس. این عنصر گاهی به طور غیررسمی کریستال نامیده می شود زیرا در اوایل اولتراسونیک NDT ، عناصر از بلورهای کوارتز ساخته می شدند. با این حال ، سرامیک هایی مانند متانوبات سرب و تیتانات زیرکونیوم سرب مدتها است که در بیشتر مبدل ها استفاده می شود. سالهای اخیر شاهد افزایش استفاده از عناصر کامپوزیتی هستیم که در آن دیسک یا صفحه پلاستیکی جامد سنتی با یک عنصر میکرو ماشینکاری جایگزین می شود که در آن استوانه های ریز از سرامیک پیزوالکتریک در یک ماتریس اپوکسی تعبیه شده اند. عناصر کامپوزیت می توانند باعث افزایش پهنای باند و حساسیت بهبود یافته در بسیاری از برنامه های تشخیص عیب شوند.
ساخت و ساز مبدل تک عنصر و دو عنصر معمولی.
هنگامی که توسط یک پالس الکتریکی هیجان زده می شود ، این عنصر پیزوالکتریک امواج صوتی ایجاد می کند ، و هنگامی که با بازگشت echoesit ارتعاش می شود ، یک ولتاژ ایجاد می کند. عنصر فعال در برابر صدمه توسط پارچه یا لنزهای صوتی محافظت می شود و توسط یک بلوک مواد میراقی که از مبدل پس از تولید پالس صدا خاموش می شود ، محافظت می شود. این زیرپوش اولتراسونیک در کیسهای با اتصالات الکتریکی مناسب نصب شده است. تمام تماس های متداول ، پرتوی زاویه ای ، خط تاخیر و مبدل های غوطه وری از این طرح اولیه استفاده می کنند. کاوشگرهای آرایه ای مرحله ای مورد استفاده در برنامه های تصویربرداری ، به سادگی تعدادی از عناصر مبدل مجزا را در یک مونتاژ واحد ترکیب می کنند. مبدل های عناصر دوگانه ، که معمولاً در برنامه های بررسی خوردگی مورد استفاده قرار می گیرند ، با این تفاوت که عناصر انتقال دهنده و گیرنده جداگانه ای را دارند که توسط یک مانع صدا جدا شده اند ، بدون پشتوانه و یک خط تأخیر یکپارچه برای هدایت و زوج کردن انرژی صوتی به جای یک تابلو یا لنز. شکل 1 ساخت نمونه مبدل معمولی را نشان می دهد.
در حالی که مفهوم اصلی ساده است ، مبدل ها دستگاه هایی با دقت هستند که در طراحی ، انتخاب مواد و ساخت نیاز به دقت زیادی دارند تا از عملکرد بهینه و مداوم اطمینان حاصل کنند. مبدل هایی که معمولاً در اولتراسونیک NDT معمولی مورد استفاده قرار می گیرند ، بر اساس طراحی و استفاده در نظر گرفته شده ، در پنج دسته کلی قرار می گیرند.
