4292417009

poparte praktycznymi przykładami ich wykorzystania w pomiarach przemysłowych. Nowe możliwości metody znacznie poszerzają niedostępne jak do tej pory zdolności badań ultradźwiękowych głowicami jednoprzetwornikowymi.

2. Charakterystyka badań ultradźwiękowych z zastosowaniem głowic wieloprzetwornikowych

Charakterystyczną cechą opisywanych badań jest zastosowanie ultradźwiękowych głowic wieloprzetwornikowych oraz systemu zbierania i analizy uzyskiwanych sygnałów. Głowice wieloprzetwomikowe, zwane również głowicami mozaikowymi, różnią się od standardowych głowic ultradźwiękowych tym, że składają się z wielu pojedynczych przetworników (16, 32, 64, 128 szt.), z których każdy może niezależnie emitować i odbierać falę ultradźwiękową. Wyróżnia się kilka rodzajów głowic mozaikowych charakteryzujących się różnym rozłożeniem i różną ilością poszczególnych elementów piezoelektrycznych w głowicy. Istnieje kilka możliwości rozłożenia elementów w głowicy mozaikowej^17,8'⁹¹. Najbardziej popularne jest rozłożenie liniowe (rys. la) umożliwiające skanowanie materiału wiązką ultradźwiękową w jednym kierunku. Badanie tego typu minimalizuje ilość wymaganych elementów, co wiąże się z mniejszymi kosztami wykonania głowicy. Inna możliwością jest rozłożenie macierzowe przetworników (rys. Ib) umożliwiające skanowanie w dwóch kierunkach co umożliwia większe możliwości badawcze. Istnieją także możliwość innego ułożenia elementów piezoelektrycznych w głowicy np. kołowe lub sektorowe stosowane w specyficznych typach badań.

a    b

Rys. 1. Rozłożenie elementów piezoelektrycznych w głowicy wieloprzetwornikowej

Głowice wieloprzetwomikowe wykorzystywane są przez zaawansowane technicznie defektoskopy ultradźwiękowe nazywane systemem „Phased Array”. Jego głównym zastosowaniem w aplikacjach przemysłowych, jest defektoskopia czyli wykrywanie i szacowanie wielkości wad materiałowych w elementach konstrukcji.

Tradycyjnie do wykrycia wady materiałowej stosuje się przeszukiwanie powierzchni badanego elementu jednoprzetwornikową głowicą ultradźwiękową. Obserwuje się wówczas sygnały ultradźwiękowe w postaci zobrazowania typu A. Ograniczeniem tej metody w wykrywaniu defektów jest kształt wiązki ultradźwiękowej i czułość związana z orientacją wady (rys. 2)¹¹⁰¹. Zastosowanie głowic wieloprzetwornikowych i związane z tym możliwości kształtowania między innymi kierunku wysyłania wiązki ultradźwiękowej znacznie zwiększają możliwości detekcyjne. Niewątpliwą zaletą zwiększającą wykrywalność wad jest możliwość obserwacji badanego elementu z wykorzystaniem zobrazowania typu B.