1. Sản xuất siêu âm

Hiệu ứng áp điện: Các tấm áp điện thường được sử dụng làm nguồn phát sóng cho sóng siêu âm. Khi một tín hiệu xung điện tần số cao được áp dụng cho một wafer áp điện, nó tạo ra rung động cơ học, do đó phát ra sóng siêu âm. Tần số rung của các tấm áp điện phù hợp với tần số xung điện được áp dụng, thường trong phạm vi vài megahertz (MHz).

Mạch dao động tần số cao: Các mạch dao động tần số cao bên trong thiết bị tạo ra tín hiệu điện tần số cao, điều khiển rung động của wafer áp điện. Tần số của tín hiệu điện tần số cao này có thể được điều chỉnh theo vật liệu và độ dày của đối tượng phát hiện.

2. Truyền siêu âm

Đặc tính truyền thông trong môi trường: Siêu âm là một loại sóng cơ học cần được truyền qua môi trường. Nó có thể di chuyển trong chất rắn, lỏng và khí, nhưng đặc tính di chuyển ổn định nhất trong chất rắn. Khi siêu âm được truyền qua môi trường, năng lượng của nó dần dần suy giảm khi khoảng cách tăng lên, mức độ suy giảm có liên quan đến bản chất của môi trường, tần số của siêu âm và chiều dài của đường truyền.

Phản xạ so với khúc xạ: Phản xạ và khúc xạ xảy ra khi siêu âm gặp phải giao diện của các phương tiện khác nhau (chẳng hạn như chất rắn so với không khí, chất rắn so với chất lỏng). Nếu giao diện bị lỗi (ví dụ: vết nứt, lỗ khí, xen kẽ, v.v.), siêu âm tạo ra phản xạ tại chỗ bị lỗi. Cường độ và hướng của sóng phản xạ phụ thuộc vào bản chất, kích thước và vị trí của khiếm khuyết.

3. Tiếp nhận siêu âm

Chức năng tiếp nhận của tấm áp điện: Các tấm áp điện trong các thiết bị phát hiện siêu âm không chỉ được sử dụng để phát ra sóng siêu âm mà còn nhận được tín hiệu siêu âm phản xạ trở lại. Khi sóng phản xạ tác động lên một wafer áp điện, wafer tạo ra một điện tích tạo thành một tín hiệu điện.

Tín hiệu khuếch đại và xử lý: Tín hiệu siêu âm nhận được thường rất yếu và cần được khuếch đại bằng mạch khuếch đại bên trong thiết bị. Các tín hiệu khuếch đại được xử lý bằng cách lọc, định hình, v.v. và cuối cùng được chuyển đổi thành dạng sóng hoặc dữ liệu có thể hiển thị.

4. Phân tích tín hiệu và đánh giá khiếm khuyết

Phân tích dạng sóng: Đánh giá sự hiện diện hay vắng mặt của một khiếm khuyết bằng cách phân tích dạng sóng phản xạ nhận được. Các thông số chính bao gồm biên độ của sóng phản xạ, độ trễ thời gian và đặc điểm dạng sóng. Ví dụ, cường độ của sóng phản xạ càng cao, cho thấy sự thiếu hụt càng nghiêm trọng; Độ trễ thời gian của sóng phản xạ càng ngắn, chứng tỏ khuyết điểm càng gần bề mặt.

Đánh giá ngưỡng: Thiết bị thường sẽ thiết lập một ngưỡng, khi biên độ của sóng phản xạ vượt quá ngưỡng này, thiết bị sẽ gửi tín hiệu cảnh báo cho nhân viên phát hiện có khiếm khuyết.

Công nghệ hình ảnh: Ngoài ra còn có các chức năng hình ảnh, chẳng hạn như công nghệ phát hiện siêu âm mảng pha. Bằng cách làm việc cùng nhau của nhiều chip áp điện, hình ảnh hai chiều hoặc ba chiều của các khiếm khuyết có thể được tạo ra, hiển thị trực quan hơn vị trí và hình dạng của các khiếm khuyết.

5. Phạm vi ứng dụng của phát hiện siêu âm

Phát hiện vật liệu: Được sử dụng để phát hiện các khuyết tật bên trong của kim loại, nhựa, vật liệu composite, v.v., chẳng hạn như vết nứt, lỗ khí, xen kẽ, v.v.

Phát hiện mối hàn: Kiểm tra chất lượng của mối hàn và tìm thấy các khuyết tật như không hợp nhất, không thấm, lỗ khí trong mối hàn.

Phát hiện đường ống: Phát hiện độ dày tường của ống mỏng, ăn mòn, nứt và các khuyết tật khác để đảm bảo hoạt động an toàn của đường ống.

Phát hiện đúc: Kiểm tra lỗ thu nhỏ, lỏng lẻo, kẹp cát và các khuyết tật khác bên trong đúc để cải thiện chất lượng đúc.

Dụng cụ kiểm tra siêu âm đã được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực công nghiệp vì lợi thế không phá hủy, hiệu quả cao và độ nhạy cao.