8/2/2019 Principio de operacin de la medicin de espesores

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Fundamento terico

La medicin de los espesores de pared se basan en la aplicacin deultrasonidos, que son ondas producidas por vibraciones mecnicas defrecuencia superior a 20000 ciclos por segundo, que supera el lmite o umbral de

audicin humana. Los ultrasonidos ms utilizados son de frecuenciascomprendidas entre 10 5 y 10 7 ciclos por segundo, y se propagan en lnearecta, pudiendo atravesar espesores de acero de varios metros. Suamortiguacin, sin embargo, es grande en gases e intermedia en lquidos.

Puesto que el comportamiento y la propagacin de los ultrasonidos son denaturaleza ondulatoria, para que una discontinuidad o defecto sea detectablemediante esta tcnica, es necesario que su dimensin en el sentido depropagacin de la onda sea mayor que una semilongitud de onda, puesnicamente en ese caso la onda atravesar con seguridad el defecto y

aparecer una variacin de la intensidad snica medida. As pues el lmite dedeteccin de esta tcnica depende casi exclusivamente de la frecuencia de losultra- sonidos utilizados.

Al tratarse de una onda, las frecuencias se hallan relacionadas con laslongitudes de onda en funcin de la velocidad de propagacin de la onda :

v= f

Si observamos la velocidad de propagacin del sonido en diferentes medios,recogida en la tabla de la pgina siguiente, se extraen dos importantesconclusiones que justifican la aplicacin de las tcnicas de ultrasonidos enslidos:

I. Las longitudes de onda correspondientes a las velocidades en metalesson del orden de milmetros, es decir, del orden de los defectos quedeseamos detectar.

II. La velocidad de propagacin depende fuertemente de la naturalezagaseosa, lquida o slida del medio. As pues, las ondas deultrasonidos sufrirn cambios bruscos al pasar de un medio a otro, lo cual

aporta otra de las razones de su utilizacin.Los ultrasonidos, de forma anloga a como lo hacen las ondas acsticas oluminosas, sufren fenmenos de reflexin, refraccin y difusin, lo cual permite suutilizacin para el estudio de materiales.

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El principio de funcionamiento del medidor de espesores por ultrasonidos

Se basa en la medida del tiempo que dura la trayectoria de un impulso ultrasnicoa travs de la muestra, multiplicndolo por la velocidad de propagacin del sonidoen ese material.

Cada sonda ultrasnica vara en cuanto al tiempo que usa para transmitir la seal.Este tiempo debe ser restado del tiempo total mediante una correccin que serealiza automticamente y que se denomina PROBE (solo se realizar cuandohaya un cambio de pilas o de sonda).

Los errores en esas medidas se minimizan si durante la calibracin delinstrumento se utiliza como referencia un bloque (plano, liso, con tamao similar ymedido por otros mtodos) fabricado con el mismo material que va a ser medido.

Mtodo Impulso-Eco

El mtodo que normalmente se utiliza en la actualidad para la localizacin dedefectos por ultrasonidos es el denominado Impulso-Eco, basado en la medida deltiempo invertido por la onda reflejada. Consta de un aparato que est provisto deun solo palpador (emisor-receptor) y de un oscilgrafo de rayos catdicos en cuyapantalla se observan las oscilaciones correspondientes a la reflexin de la ondasobre la superficie de la pieza, sobre la cara opuesta y entre las dos, unaoscilacin correspondiente al defecto, si existe.

La medida del tiempo empieza con la pulsacin de la transmisin elctrica(impulso inicial).Esto es una descarga elctrica extremadamente corta que disparauna pulsacin de sonido al cristal del palpador.

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Esta pulsacin viaja a travs del material y es reflejada por una discontinuidad opor la pared contraria y retorna al palpador.

Las oscilaciones recibidas se convierten en una pulsacin elctrica que detiene lamedida del tiempo. La distancia al receptor, S, se puede saber a partir de estemomento instantneamente aplicando la siguiente frmula:

S = (1/2) v t donde v es la velocidad de propagacin del sonido

Medicin del espesor de pared

Quitar la suciedad, el material suelto y los residuos de la superficie del material enlos puntos o zonas donde se va a efectuar la medicin.

Aplicar una gota de gel de acoplamiento en la superficie del metal, en el punto demedicin y colocar el palpador en contacto constante con esa zona, que debepresentar una superficie plana donde apoyar el palpador.

En la pantalla aparece directamente la medida del espesor