재료 과학과 공학에서, 정확하고 파괴적이지 않은 내부 재료 품질을 평가하는 것은 연구자와 엔지니어에게 지속적인 도전으로 남아 있습니다.초음파 검사 기술은 이 목표를 달성하기 위해 가장 중요한 해결책 중 하나입니다초음파 검사 시스템의 중심에는 초음파 탐사선들이 있습니다. 초음파 탐사선들은 인간의 감각만큼이나 중요한 부품입니다.
초음파 탐사선, 초음파 변환기라고도 불리며 초음파 검사 시스템의 핵심 구성 요소로 사용됩니다. These devices convert electrical energy into ultrasonic waves that penetrate test materials while simultaneously receiving reflected ultrasonic signals and converting them back into electrical signals for analysis초음파 탐사선은 송신기와 수신기 동시에 작동하여 검사 과정 전반에 걸쳐 필수적인 역할을 합니다.
검사 결과의 품질은 근본적으로 탐사기의 성능에 달려 있습니다.검사자는 시험하기 전에 소음원 및 수신기의 특성을 철저히 이해해야 합니다.다른 재료, 결함 유형 및 검사 요구 사항 모두 전문 초음파 탐사 구성을 요구합니다.
초음파 탐사기의 작동은 특정 물질이 기계적 스트레스에 노출되면 전기 전하를 생성하는 피에조 전기 효과 현상에 의존합니다.전기장에 노출되면 변형이 발생합니다.탐사기에 사용되는 일반적인 피에조 일렉트릭 세라믹 재료는 바륨 티타나트, 납 메타니오바트 및 납 지르코나트 티타나트 (PZT),모두 효율적인 에너지 변환을 위해 우수한 피에조 전기적 특성을 제공합니다..
초음파 전송 도중, 전기 펄스는 탐사선 내의 피에조 전기 원소를 흥분시키고, 기계적인 진동을 만들어 초음파를 생성합니다.제조업체는 일반적으로 피에조 일렉트릭 요소 뒤에 완화 블록을 설치합니다.이 구성 요소는 피에조 전기적 요소의 뒷면으로부터 진동 에너지를 흡수합니다.펄스 기간을 단축하고, 테스트 소재와 더 나은 결합을 통해 에너지 전송 효율을 향상시키는 동시에 해상도를 향상시킵니다..
신호 수신 도중, 시험 재료로부터 반사된 초음파는 피에조 전기적 요소를 변형시킵니다.증폭 및 처리 후 내부 결함 정보를 밝히는 전기 신호를 생성합니다..
- 일반 빔 프로브:물질 표면에 세로적으로 초음파 빔을 생성, 주로 포함과 표면에 세로적으로 지향 공허와 같은 결함을 감지. 가장 일반적인 탐사 유형으로,그들은 다양한 재료와 응용 프로그램에 적합합니다..
- 각광선 탐사선:틈과 융합 부족과 같은 표면과 평행한 결함을 감지하기 위해 각도 초음파 빔을 생산합니다. 일반적으로 진입 각을 조정하기 위해 윙과 함께 사용됩니다.이 탐사선은 용접 및 파이프 라인 검사에서 널리 사용됩니다..
- 1개 원소 탐사선:이 장치는 송신기와 수신기 역할을 하는 피에조 전기적 요소를 가지고 있습니다. 간단하고 비용 효율적이지만,수신이 불가능한 전송 후 짧은 기간 동안 죽은 영역을 나타냅니다..
- 이중 원소 (TR) 프로브:별도의 송신 및 수신 요소를 통합하여 죽은 구역을 최소화하고 해상도를 향상시킵니다. 표면 근처 결함 탐지 및 고 해상도 요구 사항에 이상적입니다.
- 단계 배열 탐사선:여러 개의 독립적으로 제어되는 요소를 포함하고 있으며 정확한 타이밍 컨트롤을 통해 빔 집중, 스캔 및 스티어링을 가능하게합니다. 그들의 예외적인 유연성은 복잡한 검사 시나리오에 적합합니다.
- 접촉 탐사선:에너지 전송을 효율적으로 하기 위해 글리세린이나 물과 같은 결합 물질을 사용하여 물질 표면과 직접 상호 작용합니다.그들은 다양한 재료와 응용 프로그램을 수용.
- 잠수 탐사선:결합 매체로 사용되는 액체 (일반적으로 물) 에 잠겨있는 탐사기와 시험 물질을 모두 작동합니다. 복잡한 기하학, 거친 표면 및 자동 검사에 적합합니다.
- 낮은 주파수 탐사선:두꺼운 재료에 대한 더 큰 침투를 제공하지만 작은 결함에 대한 낮은 해상도를 제공합니다.
- 고주파 탐사선:작은 결함에도 뛰어난 해상도를 제공하지만 침투 깊이는 제한됩니다.
- 주파수:더 높은 주파수는 더 나은 해상도를 제공하지만 더 낮은 주파수는 정반대의 특성을 제공합니다.
- 요소 크기:더 큰 요소는 더 높은 감수성을 가진 더 집중 된 빔을 생산하지만 필드 근처에서 더 길습니다.
- 대역폭:더 넓은 대역폭은 더 짧은 펄스와 더 높은 해상도를 가능하게 합니다.
- 중앙 주파수:일반적으로 탐사기의 명소 주파수와 일치합니다.
- 진압:더 큰 덤핑은 더 높은 해상도를 가진 짧은 펄스를 생성하지만 더 낮은 감수성을 제공합니다.
- 감수성:가장 작은 결함 크기를 결정합니다.
- 근현장:측정이 피해야 하는 탐사선 근처의 불안정한 빔 영역
- 결함 탐지:반사 신호 분석을 통해 균열, 공허, 포함 및 핵융합 부족을 식별합니다.
- 두께 측정:초음파 이동 시간 측정을 통해 재료 두께를 계산합니다.
- 재료 특성:유연모듈과 음속과 같은 특성을 파동속도와 attenuation 측정을 통해 평가합니다.
- 용접 검사:각광선 탐사기를 사용하여 용접 결함을 탐지합니다.
- 복합물질 평가:복잡한 구조에서 분쇄, 분쇄 및 매트릭스 균열을 식별합니다.
- 소재의 초음파 흡수 특성에 대한 주파수 일치
- 예상된 결함 지향을 기준으로 탐사 기종을 선택
- 필요에 따라 해상도 또는 침투 깊이 우선 순위를 지정
적절한 유지보수는 탐사기의 수명과 성능을 보장합니다.
- 탐사 표면을 정기적으로 청소합니다.
- 신체적 충격을 피하십시오.
- 적절한 결합 물질을 사용
- 주기적인 캘리브레이션을 계획
파괴적이지 않은 테스트의 중요한 구성 요소로서 초음파 탐사선은 검사 정확성과 신뢰성에 근본적으로 영향을줍니다.그리고 응용 프로그램은 최적의 탐사 선택에 필수적입니다, 검사 최적화 및 효율성 향상 지속적인 기술 발전은 재료 테스트를위한 더욱 정교한 초음파 탐사 솔루션을 약속합니다.
