ensayo de ultrasonido
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ULTRASONIDOULTRASONIDOULTRASONIDOULTRASONIDO
Es un pasaje de energía mecánicaen forma de ondas, con una
frecuencia entre 20Khz y 25 Mhz
Características: .- Velocidad de Propagación.- Longitud de Onda.- Modos de Onda.- Impedancia Acústica.- Reflexión.- Refracción.- Difracción
VENTAJASVENTAJASVENTAJASVENTAJASDEL ULTRASONIDODEL ULTRASONIDODEL ULTRASONIDODEL ULTRASONIDO
1.- Gran poder de penetración, lo cual le permite inspeccion argrandes espesores.
2.- Gran sensibilidad, permitiendo la detección de discont inuidadesmuy pequeñas.
3.- Gran exactitud, para determinar la posición, tamaño y fo rma de lasdiscontinuidades.
4.- Sólo se requiere una superficie de acceso (en la mayoría d e loscasos), eso simplifica el proceso de inspección.
5.- Su interpretación es inmediata.
6.- No existe ningún riesgo en su aplicación.
7.- Los equipos utilizados son portátiles, y con gran autono mía.
8.- Cualquier equipo moderno tiene capacidad para guardar d atos ensu memoria.
1.- La inspección e interpretación deben ser realiza das por personal calificado y experimentado, lo cual lo hace más car o.
2.- Se requiere gran conocimiento para establecer co rrectamente los criterios y procesos de inspección
3.- La inspección se hace difícil en superficies dem asiado rugosas.
4.- La inspección se hace difícil en superficies muy irregulares.
5.- La inspección se hace difícil en piezas muy pequ eñas o muy delgadas.
6.- Las discontinuidades subsuperficiales, podrían n o ser detectadas.
7.- Es necesario utilizar un acoplante.
8.- Se necesitan patrones de referencia para la cali bración de los equipos, así como para la caracterización de las di scontinuidades.
DESVENTAJASDESVENTAJASDESVENTAJASDESVENTAJASDEL ULTRASONIDODEL ULTRASONIDODEL ULTRASONIDODEL ULTRASONIDO
PRINCIPIO DEL PRINCIPIO DEL PRINCIPIO DEL PRINCIPIO DEL ULTRASONIDOULTRASONIDOULTRASONIDOULTRASONIDO
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DETECCIÓN DE FALLASDETECCIÓN DE FALLASDETECCIÓN DE FALLASDETECCIÓN DE FALLAS LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y VISUALIZACIÓN DEL ECOVISUALIZACIÓN DEL ECOVISUALIZACIÓN DEL ECOVISUALIZACIÓN DEL ECO
LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y VISUALIZACIÓN DEL ECOVISUALIZACIÓN DEL ECOVISUALIZACIÓN DEL ECOVISUALIZACIÓN DEL ECO
LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y VISUALIZACIÓN DEL ECOVISUALIZACIÓN DEL ECOVISUALIZACIÓN DEL ECOVISUALIZACIÓN DEL ECO
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LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y VISUALIZACIÓN DEL ECOVISUALIZACIÓN DEL ECOVISUALIZACIÓN DEL ECOVISUALIZACIÓN DEL ECO
LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y VISUALIZACIÓN DEL ECOVISUALIZACIÓN DEL ECOVISUALIZACIÓN DEL ECOVISUALIZACIÓN DEL ECO
LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y VISUALIZACIÓN DEL ECOVISUALIZACIÓN DEL ECOVISUALIZACIÓN DEL ECOVISUALIZACIÓN DEL ECO
LOCALIZACIÓN LOCALIZACIÓN LOCALIZACIÓN LOCALIZACIÓN DE LA FALLA Y DE LA FALLA Y DE LA FALLA Y DE LA FALLA Y VISUALIZACIÓN VISUALIZACIÓN VISUALIZACIÓN VISUALIZACIÓN
DEL ECODEL ECODEL ECODEL ECO
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1.- Equipo de ultrasonido2.- Cable (s)3.- Transductor (es) y zapata (s)4.- Acoplante (1)5.- Pieza a inspeccionar
(1) El acople se produce por:a) Inmersiónb) ContactoLa selección del acoplante de contacto depende de:.- La rugosidad de la superficie.- Temperatura.- Orientación de la superficie.- Posibles reacciones químicas.- Disponibilidad
ELEMENTOS QUEELEMENTOS QUEELEMENTOS QUEELEMENTOS QUEINTERVIENEN EN LAINTERVIENEN EN LAINTERVIENEN EN LAINTERVIENEN EN LA
INSPECCIÓN POR INSPECCIÓN POR INSPECCIÓN POR INSPECCIÓN POR ULTRASONIDOULTRASONIDOULTRASONIDOULTRASONIDO
DETECTORES DE FALLASDETECTORES DE FALLASDETECTORES DE FALLASDETECTORES DE FALLAS
Epoch 4
Epoch 4 Plus
Epoch LT
EL MATERIAL EL MATERIAL EL MATERIAL EL MATERIAL A A A A INSPECCIONARINSPECCIONARINSPECCIONARINSPECCIONAR
Determina:
- La Velocidad de Propagación- La Impedancia Acústica- Tipos de discontinuidades- La Frecuencia a Utilizar- Los Patrones- El Espesor (para angulares)
TIPOS DETIPOS DETIPOS DETIPOS DEDISCONTINUIDADESDISCONTINUIDADESDISCONTINUIDADESDISCONTINUIDADES
Inherentes:.- Fundición Primaria, en el tocho o lingote:
.- Inclusiones de escoria
.- porosidad por gases atrapados
.- contracciones o rechupes
.- Fundición Secundaria, al vaciar un molde para una pieza:Por velocidad de alimentación inadecuadaVaciado excesivoControl de temperatura deficienteGases atrapadosDeficiente control ambiental (humedad)
.- Traslape en frío
.- Grietas y/o cavidades por contracción (desgarre e n caliente)
.- Microcontracción cluster porosity en la entrada
.- Porosidad
.- Sopladuras huecos en la superficie por humedad en la arena del molde
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TIPOS DETIPOS DETIPOS DETIPOS DEDISCONTINUIDADESDISCONTINUIDADESDISCONTINUIDADESDISCONTINUIDADES
De Proceso:.- Conformado:
.- Rolado: Laminaciones (porosidad)Costuras (inclusiones)
.- Forjado: Traslape (molde)
Reventado (mal control de temperatura)
Copos (fisuras delgadas por tensiones localizadas, o por ladisminución de la solubilidad del hidrogeno al enfr iar)
.- Tratamiento Térmico:.- Fisuras en los puntos de concentración de tension es
.- Maquinado o Esmerilado:.- Fisuras por calentamiento excesivo
De Servicio:.- Grietas por fatiga:Se dan en los puntos de concentración de tensiones, normalmente se abren hasta la superficie, los equipos o estructura somet idas a cargas cíclicas presentan este tipo de discontinuidad en un 90%
.- Corrosión:Es el deterioro de un material por acción química d irecta o por algún proceso electrolítico, o por una combinación de amb as. Puede producir fallas en estructuras sometidas a cargas estáticas.Pueden darse: Corrosión generalizada
Grietas por corrosiónPicaduras (pitting)
.- Erosión:Se da en estructuras castigadas por el medio ambien te, agua salada, vientos con arena, calor/frio extremos etc.
TIPOS DETIPOS DETIPOS DETIPOS DEDISCONTINUIDADESDISCONTINUIDADESDISCONTINUIDADESDISCONTINUIDADES
PATRONES VARIOSPATRONES VARIOSPATRONES VARIOSPATRONES VARIOS
Bloques de dimensiones exactas, estandarizados,con indicaciones traceables y hechos con materialesy procesos libres de fallas.
El método de ultrasonido necesita de un acoplante adecuado para trasmitirel ultrasonido…puede ser liquido, semiliquido o pastoso
Los normalmente usados son agua, gel, aceites, glicerina, grasas depetróleo, silicona, pastas comerciales y plásticos muy suaves.
ACOPLANTESACOPLANTESACOPLANTESACOPLANTES
-Acabado superficial-Temperatura de la superficie de prueba-Posibles reacciones químicas-Requerimientos de limpieza posterior.
FACTORES A CONSIDERAR EN LA SELECCIÓN DEL ACOPLANTE S
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EL TRANSDUCTOR EL TRANSDUCTOR EL TRANSDUCTOR EL TRANSDUCTOR Y LA ZAPATAY LA ZAPATAY LA ZAPATAY LA ZAPATA
Determinan :
- El Diámetro- La Frecuencia- La Sensibilidad y/o La Resolución- El Angulo de Entrada al Material
EL TRANSDUCTOR EL TRANSDUCTOR EL TRANSDUCTOR EL TRANSDUCTOR Y LA ZAPATAY LA ZAPATAY LA ZAPATAY LA ZAPATA
ANATOMÍA DE ANATOMÍA DE ANATOMÍA DE ANATOMÍA DE UN TRANSDUCTORUN TRANSDUCTORUN TRANSDUCTORUN TRANSDUCTOR
.- Conector
.- Cables eléctricos
.- Alojamiento externo
.- Electrodos
.- Placa de sacrificio
.- Elemento activo
.- Material amortiguante
.- Recubrimiento interno
CARACTERÍSTICAS DE UN CARACTERÍSTICAS DE UN CARACTERÍSTICAS DE UN CARACTERÍSTICAS DE UN TRANSDUCTORTRANSDUCTORTRANSDUCTORTRANSDUCTOR
.- Frecuencia
.- Diámetro
.- Sensibilidad / Resolución Campaneo (ringing)
.- Divergencia
.- Conector
.- Uso
.- Elemento: (simple/múltiple) (Material Cerámico Sinterizado Po larizado)
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TIPOS DE TRANSDUCTORESTIPOS DE TRANSDUCTORESTIPOS DE TRANSDUCTORESTIPOS DE TRANSDUCTORES
Transductor de contactode haz rectoPulse / Echo
Through Transmission
Transductor de contactoDual Element
para medición de espesoresy corrosión
Transductor de haz rectopara montarse en diversas zapatas
para mediciones angularesPitch & Catch
TOFD
Cada tipo de transductor tiene su propia aplicación específica,
es importante conocer cada una de ellas, así como las
características de cada tipo de transductor. De esta forma
podremos seleccionar el más apropiado para cada trabajo
DATOS COMBINADOSDATOS COMBINADOSDATOS COMBINADOSDATOS COMBINADOS
.- La Longitud de Onda
.- El Campo Cercano
.- La Divergencia del Haz Ultrasónico
.- El Diámetro del Haz a una distancia“D”, determinada
ONDAS ULTRASONICASONDAS ULTRASONICASONDAS ULTRASONICASONDAS ULTRASONICAS
� Todo material con propiedades elásticas puede ser sede deondas sónicas y ultrasónicas.
� Estas aparecen al aplicar perturbaciones a las partículaselementales.
� Las fuerzas elásticas las traerían a sus posiciones deequilibrio.
� Estas perturbaciones se trasmiten con dirección y velocidadconstante.
� Cuando el material es un metal (posee estructura cristalina)las partículas pueden ser perturbadas describiendotrayectorias diversas, originando:
1. ONDAS LONGITUDINALES2. ONDAS TRANSVERSALES3. ONDAS SUPERFICIALES4. ONDAS LAMB
WAVE MODESWAVE MODESWAVE MODESWAVE MODES(MODOS DE ONDAS)(MODOS DE ONDAS)(MODOS DE ONDAS)(MODOS DE ONDAS)
Longitudinal Waves(longitudinales o de compresión)
Shear Waves(transversales o de corte)
Surface Waves(ondas superficiales)
Creeping Waves & Rayleigh WavesTípicamente entran en el material una longitud de o nda
Lamb WavesOndas de Lamb
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¿ES IMPORTANTE ¿ES IMPORTANTE ¿ES IMPORTANTE ¿ES IMPORTANTE EL MODO DE ONDA?EL MODO DE ONDA?EL MODO DE ONDA?EL MODO DE ONDA?
� El Modo de Onda está definido por el movimiento de lasmoléculas dentro de un medio.
� Los dos modos de onda más comunes que son utilizados eninspección ultrasónica para NDT son: Ondas Longitudinales yOndas Transversales.
� Estos dos modos de onda viajan a velocidades distintas dentrode un mismo material.
� Las ondas transversales típicamente tienen una longitud deonda muy cercana a 1/2 de la longitud de onda de las ondaslongitudinales a una frecuencia dada.
¿ES IMPORTANTE ¿ES IMPORTANTE ¿ES IMPORTANTE ¿ES IMPORTANTE EL MODO DE ONDA?EL MODO DE ONDA?EL MODO DE ONDA?EL MODO DE ONDA?
Longitudinal - En este modo las partículas de mueven en la mismadirección de la onda. Las ondas longitudinales son utilizad as para lamayoría de aplicaciones en medición de espesores y detecció n de fallascon haz normal, así como para inspecciones con haz angular enmateriales de grano muy grueso como fundición de acero inoxi dable,donde longitudes de onda menores no podrían penetrar.
Transversal - En este modo las partículas se mueven perpendiculares ala trayectoria de la onda. Ya que en general la longitud de ond a de lasondas transversales es 1/2 de las longitudinales, podrán se r detectadasindicaciones más pequeñas dada una misma frecuencia para am bosmodos. Las ondas transversales son utilizadas para mejorar laposibilidad de detección de reflectores pequeños en inspec ciones conhaz angular.
WAVE MODESWAVE MODESWAVE MODESWAVE MODES(MODOS DE ONDAS)(MODOS DE ONDAS)(MODOS DE ONDAS)(MODOS DE ONDAS)
ES LA MAS SIMPLE Y FACIL DE SER PRODUCIDA.
En los líquidos y gases es posible la propagación de este tipo deondas mecánicas.
Longitudinales o de compresión
ONDAS ULTRASONICASONDAS ULTRASONICASONDAS ULTRASONICASONDAS ULTRASONICAS
Usada para la detección de laminaciones, discontinu idades ymedición de espesores
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ONDAS ULTRASONICASONDAS ULTRASONICASONDAS ULTRASONICASONDAS ULTRASONICAS
Longitudinales o de compresión
Se verifican cuando la onda ultrasónica penetra el material con uncierto ángulo respecto a la superficie. Solo se propaga en materialessólidos.
Dirección de oscilación perpendicular a la de propagación
uso: Inspección de soldaduras
ONDAS ULTRASONICASONDAS ULTRASONICASONDAS ULTRASONICASONDAS ULTRASONICAS
Transversales
ONDAS ULTRASONICASONDAS ULTRASONICASONDAS ULTRASONICASONDAS ULTRASONICAS
Transversales
Igual que las transversales, pero en este caso se propagaexclusivamente por la superficie del material .
ONDAS ULTRASONICASONDAS ULTRASONICASONDAS ULTRASONICASONDAS ULTRASONICAS
Superficiales
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Se obtienen en laminas e hilos delgados. La totalidad del materialvibra en su conjunto con el US. Para un espesor dado existeninfinitos modos de vibración.
Los dos fundamentales son
a) O. Simétricas de Compresión
b) O. Asimétricas de flexión.
ONDAS ULTRASONICASONDAS ULTRASONICASONDAS ULTRASONICASONDAS ULTRASONICAS
Lamb
SELECCIÓN SELECCIÓN SELECCIÓN SELECCIÓN DE DE DE DE LA FRECUENCIALA FRECUENCIALA FRECUENCIALA FRECUENCIA
� A medida que la frecuencia crece, la longitud de onda decrece, locual nos permite detectar indicaciones menores o mejorar laexactitud en la medición de espesores.
� A medida que la frecuencia decrece, la longitud de onda crece, locual nos permite una mayor penetración en materiales muygruesos o atenuantes.
� Otros factores como el campo cercano, divergencia del haz ydiámetro del haz afectarán también la selección de la frecuencia autilizar.
SELECCIÓN SELECCIÓN SELECCIÓN SELECCIÓN DE LA FRECUENCIADE LA FRECUENCIADE LA FRECUENCIADE LA FRECUENCIA
� Las técnicas comunes de ultrasonido convencional, como elpulso/eco por contacto en aceros de grano fino generalmenteutilizan para dicha inspección frecuencias entre 2.25 Mhz y 5.0Mhz.
� Los aceros de mediano contenido de carbono son generalmenteinspeccionados con frecuencias entre 1.0 Mhz y 5.0 Mhz.
� Los aceros de alto carbono o altamente aleados pueden requerirde frecuencias en el rango de 0.5 Mhz a 1.0 Mhz para suinspección.
� Los plásticos y cerámicos muy delgados utilizan frecuencias de20.0 Mhz o mayor para su inspección.
Como regla general la longitud de onda deberá ser el doble de la indicación más pequeña que se desea detectar.
LA LONGITUD DE ONDA Y SU RELACIÓNLA LONGITUD DE ONDA Y SU RELACIÓNLA LONGITUD DE ONDA Y SU RELACIÓNLA LONGITUD DE ONDA Y SU RELACIÓNCON OTRAS VARIABLES ULTRASÓNICASCON OTRAS VARIABLES ULTRASÓNICASCON OTRAS VARIABLES ULTRASÓNICASCON OTRAS VARIABLES ULTRASÓNICAS
A medida que la frecuencia aumenta:
1.- la longitud de onda disminuye
2.- la sensibilidad aumenta
4.- la penetración disminuye
5.- la divergencia del haz disminuye
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Un Ciclo
Am
plitud
Un Segundo
Ondas
Este es el gráfico de una onda de dos ciclos por se gundo
λλλλ
Am
plitud
Un Segundo
Longitud de Onda y Amplitud
Gráfico de dos ciclos por segundo y dos amplitudes distintas (6db)
Am
plitud
λλλλ
Un Segundo
Longitud de Onda
Gráfico de cuatro ciclos por segundo
Al duplicarse la frecuencia la longitud de onda se divide entre dos
LONGITUD DE ONDA (LLLL)(WAVELENGTH)(WAVELENGTH)(WAVELENGTH)(WAVELENGTH)
λλλλ (mm) = −−−−−−−−−−−−−−−−−Velocidad (Km/seg)Frecuencia (Mhz)
λλλλ ==== V / F V ==== λλλλ x F F ==== V / λλλλ
La indicación mínima detectable es λ/2, por lo tanto: (V / F) / 2
El conocimiento de la longitud de onda nos sirve pa ra saber el tamaño mínimo de una indicación que necesitemos detectar, como datos, debemos tener: la velocidad del ultrasonido en el material en particular, y la frecuencia del transductor que vamos a utilizar.
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LONGITUD DE ONDALONGITUD DE ONDALONGITUD DE ONDALONGITUD DE ONDAEN RELACIÓN CON ELEN RELACIÓN CON ELEN RELACIÓN CON ELEN RELACIÓN CON EL
TAMAÑO DE LA INDICACIÓNTAMAÑO DE LA INDICACIÓNTAMAÑO DE LA INDICACIÓNTAMAÑO DE LA INDICACIÓN
Indicación
LONGITUD DE ONDALONGITUD DE ONDALONGITUD DE ONDALONGITUD DE ONDAEN RELACIÓN CON ELEN RELACIÓN CON ELEN RELACIÓN CON ELEN RELACIÓN CON EL
TAMAÑO DE LA INDICACIÓNTAMAÑO DE LA INDICACIÓNTAMAÑO DE LA INDICACIÓNTAMAÑO DE LA INDICACIÓN
Indicación
Velocidad longitudinal en el acero: 5.89 Km/seg
Velocidad Transversal del acero: 3.24 Km/seg
Frecuencias a utilizar: 1, 2.25, 5 y 10 Mhz
λ = 5.89 / 1.00 => 5.89 mm
λ = 5.89 / 2.25 => ____ mm
λ = 5.89 / 5.00 => ____ mm
λ = 5.89 / 10.0 => ____ mm
λ = 3.24 / 1.00 => 3.24 mm
λ = 3.24 / 2.25 => ____ mm
λ = 3.24 / 5.00 => ____ mm
λ = 3.24 / 10.0 => ____ mm
Por convención, la mínima indicación detectable es de λλλλ/2Sin embargo es posible detectar indicaciones menore s
Pregunta: ¿con que tipo de onda podemos detectar in dicaciones de menor tamaño?
CAMPO DEL SONIDOCAMPO DEL SONIDOCAMPO DEL SONIDOCAMPO DEL SONIDO
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El Campo Cercano, (Zona Muerta en la pantalla del equipo), es la distancia, a partir del transductor, donde no es posible la detección de una indicación, por la mala relación señal / ruido.
Debemos asegurarnos que la zona que se desea inspeccionar DEBE encontrarse en el Campo Lejano.
Este dato, (N), es importante para saber si al inspeccionar una pieza, como una plancha por ejemplo, el espesor de dicha plancha se encuentra dentro del campo lejano.
En caso contrario NO se podrá realizar la inspecciónsi se desean resultados confiables en componentes críticos .
CAMPO CERCANO (CAMPO CERCANO (CAMPO CERCANO (CAMPO CERCANO (NEARNEARNEARNEAR FIELD)FIELD)FIELD)FIELD) CAMPO CERCANO (CAMPO CERCANO (CAMPO CERCANO (CAMPO CERCANO (NEARNEARNEARNEAR FIELD)FIELD)FIELD)FIELD)
Diametro 2 x FrecuenciaN = -------------------------------
4 x Velocidad
N: en mmD: en mmF: en MhzV: en Km/seg
El Campo Cercano, (Zona Muerta en la pantalla del equipo), es la distancia, a partir del transductor, donde no es posible la detección de una indicación, por la mala relación señal / ruido.
Debemos asegurarnos que la zona que se desea inspeccionar DEBE encontrarse en el Campo Lejano.
Este dato, (N), es importante para saber si al inspeccionar una pieza, como una plancha por ejemplo, el espesor de dicha plancha se encuentra dentro del campo lejano.
En caso contrario NO se podrá realizar la inspecciónsi se desean resultados confiables en componentes críticos .
Y0
Transductor
Campo Cercano (N)(Zona de Fresnell)
Campo Lejano(Zona de Fraunhoffer)
CAMPO CERCANO (NEAR FIELD)CAMPO CERCANO (NEAR FIELD)CAMPO CERCANO (NEAR FIELD)CAMPO CERCANO (NEAR FIELD)
Diametro 2 x FrecuenciaN = -------------------------------
4 x Velocidad
Eje
Transductor
Campo Cercano (N)(Zona de Fresnell)
Campo Lejano(Zona de Fraunhoffer)
N: en mmD: 1” y 1/2”F: 2.25 MhzV: 5.89 Km/seg
1” = 25.4 mm
N = ((25.4 x 1)2 x 2.25) / (4 x 5.89) ���� 61.61 mm
N = ((25.4 x 1/2)2 x 2.25) / (4 x 5.89) ���� 15.40 mm
N = (( 25.4 x D”)^2 x F) / (4 x V)
Fórmula para la calculadora
NOTA: ingresamos la medidadel transductor en pulgadas,ya que le estamos aplicandoun factor de conversión a mmdentro de la fórmula.
Y0
Campo Cercano (Near Field)Diametro 2 x Frecuencia
N = -------------------------------4 x Velocidad
Variando el Diámetro
D: 1/4” , 1/2” y 1”F: 5 MhzV: 5.89 Km/seg
1” = 25.4 mm
Resolver N para los siguientes 6 casos:
Variando la Frecuencia
D: 1/2” F: 1, 5 y 10 MhzV: 5.89 Km/seg
1” = 25.4 mm
N = (( 25.4 x D”)^2 x F) / (4 x V)
Fórmula para la calculadora
NOTA: ingresamos la medidadel transductor en pulgadas,ya que le estamos aplicandoun factor de conversión a mmdentro de la fórmula.
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Beam Spread para 0%(ángulo de semidivergencia)
αααα = Arcoseno de -------------------------------------1.22 x velocidad (Km/seg)Diametro (mm) x Frecuencia (Mhz)
αααα = Arcsen ((1.22 x V) / ((25.4 x D” ) x F))
a = Tan αααα x (Distancia – Campo Cercano)
a = Tan αααα x (E – N)
Diametro del cono del haz a “Distancia” = 2 x a + D
Fórmula para la calculadora
NOTA: ingresamos la medidadel transductor en pulgadas,ya que le estamos aplicandoun factor de conversión a mmdentro de la fórmula.
Este dato nos sirve para conocerel diámetro del haz de ultrasonidoa una distancia determinada dentrodel material.
Distancia (E)
Angulo de semidivergencia
a
D
aTransductor Campo Cercano
αααα
N
αααα = Arcoseno de -------------------------------------1.22 x velocidad (Km/seg)Diametro (mm) x Frecuencia (Mhz)
D: 1/2”F: 2.25 MhzV: 5.89 Km/segDist: 150 mm
1” = 25.4 mm
αααα = Arcsen ((1.22 x 5.89) / ((25.4 x 1/2 ) x 2.25)) ���� 14.5646º
a = Tan αααα x (Distancia – N)
a = Tan (14.5646) x (150 – 15.4) ���� 34.97 mm
Diametro = 2 x 34.97 + 12.7 = 82.64
NOTA: ingresamos la medidadel transductor en pulgadas,ya que le estamos aplicandoun factor de conversión a mmdentro de la fórmula.
Se desea conocer el diámetro delcono del haz de ultrasonido a unadistancia de 150 mm. con losdatos abajo dados.
Beam Spread para 0%
Distancia
Angulo de semidivergencia
a
aTransductor Campo Cercano
ααααD
N
N = 15.4033
αααα = Arcoseno de -------------------------------------
¿Cuál Transductor Produce el Haz más Ancho?
1.22 x velocidad (Km/seg)Diámetro (mm) x Frecuencia (Mhz)
D: 1/4”F: 5 MhzV: 5.89 Km/segE: 150 mm
αααα = Arcsen ((1.22 x V) / ((25.4 x D ) x F))
Diámetro = 2x(Tan αααα x (E - N)) + (25.4 x D)
D: 1/2”F: 5 MhzV: 5.89 Km/segE: 150 mm
D: 1/2”F: 2.25 MhzV: 5.89 Km/segE: 150 mm
D: 1”F: 2.25 MhzV: 5.89 Km/segE: 150 mm
1” = 25.4 mm
N = 8.56
αααα = 13.081°Diam.: 72.08 mm
N = ______
αααα = ______°Diam.: _____ mm
N = ______
αααα = _______°Diam.: _____ mm
N = ______
αααα = _______°Diam.: _____mm
Wavelength, Near Field, Beam Spread
D FMhz
Mat.Vel. λ/2λ/2λ/2λ/2
mm
NearField
BeamSpreadAngle
Dist.mm
Beam
Diametermm
0.5” 3.5 CopperLongitudinal
13
0.75” 7.5 SteelShear
23
1.0” 0.5 Cast IronLongitudinal
7
0.25” 5.0 TitaniumShear
10
Resolver las ecuaciones necesarias paraobtener los datos de los espacios en blanco
mm
15
Formulario de Haz Recto (Straight Beam) 1
λλλλ (mm) = −−−−−−−−−−−−−−−Velocidad (Km/seg)Frecuencia (Mhz)
λλλλ ==== V / F
V ==== λλλλ x F
F ==== V / λλλλ
dB = 20 Log 10 (A2 / A1) Ratio de Amplitud = 10 (dB / 20)
Diametro 2 x FrecuenciaN = -------------------------------
4 x Velocidad
N: en mm D: en mmF: en Mhz V: en Km/seg
N = (( 25.4 x D”) 2 x F) / (4 x V)
Fórmula para la calculadora
NOTA: ingresamos la medida del transductor en pulgadas, ya que le estamos aplicando un factor de
conversión a mm. dentro de la fórmula.
Near Field
Decibeles
Longitud de Onda
Formulario de Haz Recto (Straight Beam) 2
αααα = Arcoseno de -------------------------------------K x velocidad (Km/seg)Diametro (mm) x Frecuencia (Mhz)
K = 1.22 ���� 0%K = 1.08 ���� 50%K = 0.56 ���� 90%
Beam Spread, Diámetro del Cono del Haz Ultrasónico
a = Tan αααα x (Distancia – Campo Cercano)
αααα = Arcsen ((K x V) / ((25.4 x D” ) x F))
a = Tan αααα x (E – N)
Diametro del cono del haz a “E” ���� 2 x a + D
Fórmula para la calculadora
NOTA: ingresamos la medidadel transductor en pulgadas,ya que le estamos aplicandoun factor de conversión a mmdentro de la fórmula.
Diámetro = 2a + D
Distancia (E)
Angulo de semidivergencia
a
D
a
Campo Cercano αααα
Nαααα
Diámetro = 2x(Tan a x (E - N)) + (25.4 x D)
Material Velocity Acoustic
Longitudinal Shear Impedance
Acrylic resin (perspex) 2.730 1.430 3.22
Aluminium 6.320 3.130 17.06
Brass, naval 4.430 2.120 37.30
Copper 4.660 2.260 41.61
Iron 5.900 3.230 45.43
Iron, cast (slow) 3.500 2.200 25.00
Iron, cast (fast) 5.600 3.200 40.00
Lead 2.160 0.700 24.49
Lucite 2.680 1.260 3.16
Polyvinylchloride (PVC H) 2.395 1.060 3.35
Steel, 1020 5.890 3.240 45.41
Stainless Steel,302 aust. 5.660 3.120 45.45
Titanium, Ti 150A 6.100 3.120 27.69
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