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Quais são os diferentes tipos de sondas ultrassônicas?



O teste ultrassônico de materiais não pode ser realizado sem as sondas, ou seja, um instrumento que gera ondas sonoras. Tais sondas podem ser utilizadas como geradores e receptores de ondas sonoras e são de importância decisiva no sistema de testes. Elas têm influência decisiva nos sinais de saída e entrada. Para localizar um determinado refletor e determinar seu tamanho, as características específicas da fonte sonora e do receptor sonoro devem ser previamente conhecidas e devem ser levadas em consideração. Os tipos de sondas são tão variados quanto os tipos de amostras e os tipos de refletores a serem detectados. Existem sondas para diversos tipos de materiais e em diversos tamanhos, para contato direto com a amostra e para a técnica de imersão, para feixe normal e inclinado, para pulsos curtos ou longos. Para a geração e recepção de ondas sonoras, a técnica pulso-som utiliza quase exclusivamente placas piezoelétricas (transformadores) feitas de diversos materiais cerâmicos, como titanato de bário, metaniobato de chumbo, zirconato de chumbo etc. por meio de pulsos elétricos curtos. Um elemento amortecedor na parte traseira do transdutor (e também acoplando a sonda ao corpo de prova) amortece as oscilações da placa piezoelétrica e é assim que o pulso ultrassônico é formado (fig. 8). Se o amortecimento for fraco, o pulso é longo e seu espectro de frequência é de banda estreita, próximo à frequência de ressonância da placa piezoelétrica. O amortecimento pesado produz pulsos curtos de banda larga, como mostrado na fig. 9. Esses pulsos muito curtos oferecem alta resolução e possibilitam medições precisas do tempo de trânsito.

As sondas que irradiam suas ondas sonoras perpendicularmente à superfície da amostra são conhecidas como sondas de feixe normal e as sondas que irradiam seus feixes sonoros em um ângulo são conhecidas como sondas de feixe angular (fig. 10, 11). As sondas que possuem elementos separados para as funções de transmissão e recepção são chamadas (de forma um tanto confusa, porque outros também o fazem!) sondas transmissor-receptor (TR) (fig.12).

Cada sonda gera um pulso sonoro no espécime de teste correspondente às figuras 8 ou 9. Entretanto, a oscilação não precisa ser absolutamente nessa forma na tela. A retificação e suavização no componente receptor podem fazer com que apareça uma forma de pulso na tela que não tenha muita semelhança com o pulso sonoro na amostra de teste (tela cosmética. fig. 13).

Esse tipo de tela cosmética tem a desvantagem de que as informações sobre a condição da melhor amostra estavam contidas no pulso original conforme as figuras 8 e 9 estão mais ou menos perdidos.

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Angle Beam probe
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Pulse and Smoothing

 

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Narrow Band Ultrasonic pulse
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Broad band ultrasonic pulse

 

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Normal beam probe
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TR probe