O principal mecanismo de trabalho do detector de lesões ultrasônicas é essencialmente usar as propriedades de propagação de ondas sonoras de alta frequência (geralmente acima de 20kHz) em materiais sólidos para detectar defeitos internos. Sua base física é os princípios de reflexão, transmissão e difração das ondas.
Todo o processo começa com o ultra-som emitido pela sonda. Os chips piezoelétricos dentro da sonda produzem vibrações mecânicas de alta frequência, ou seja, ultra-sons, estimulados por pulsos elétricos. Essa onda sonora entra na peça inspecionada em uma velocidade e direção específicas. A velocidade do som depende do módulo elástico e da densidade do material e é um parâmetro fundamental para o cálculo de localização do detector de feridas.
Quando o ultra-som se espalha pelo material, se o material for uniformemente denso, as ondas sonoras avançarão suavemente até serem refletidas pela superfície inferior ou pela outra extremidade. No entanto, uma vez encontrados defeitos (por exemplo, poros, rachaduras, entrelaços), o reflexo ocorre na interface devido a uma diferença significativa entre o defeito e a impedância acústica do material da base da peça de trabalho (produto da densidade e da velocidade acústica). Essa parte do ultra-som refletido de volta (chamado de eco defeito) é recebido pela sonda e novamente convertido em sinal elétrico pelo chip piezoelétrico.
A função principal do detector de feridas é processar com precisão esses sinais de eco. Ele amplifica o sinal elétrico e o filtro é exibido na tela. O eixo horizontal da tela representa o tempo de propagação da onda sonora (ou a distância convertida em) e o eixo vertical representa a amplitude do eco. O operador do instrumento avalia o defeito observando a posição e a altura do sinal de eco que aparece na tela:
Localização do defeito: com base na diferença de tempo entre a onda de emissão e o eco do defeito, bem como na velocidade sonora conhecida do material, o instrumento pode calcular com precisão a profundidade da superfície de detecção da distância do defeito.
Quantificação do defeito: a altura do eco do defeito é geralmente associada ao tamanho da área refletida do defeito. O tamanho equivalente do defeito pode ser avaliado comparando a altura do eco de um "defeito artificial" de tamanho conhecido, como um furo de fundo plano em um bloco de ensaio padrão.
Reconhecimento de defeitos: defeitos de diferentes naturezas (por exemplo, misturas pontuais, rachaduras planas) podem gerar formas de onda diferentes. Os operadores experientes podem fazer julgamentos auxiliares em combinação com características de forma de onda e posição de defeito.
Em resumo, o detector de feridas por ultra-som é como um médico que faz "B super" para materiais industriais, através da emissão ativa de ondas sonoras e "ouvindo" o eco da estrutura interna, com base em princípios sólidos de física de ondas, alcançar a localização precisa, quantificação e avaliação de defeitos invisíveis, garantindo assim a segurança e a integridade das estruturas críticas.