Chùm tia siêu âm và sự suy giảm trong kỹ thuật siêu âm khuyết tật

Các yếu tố ảnh hưởng đến việc chọn đầu dò cho máy siêu âm kiểm tra mối hàn:

Hình ảnh cho máy siêu âm kiểm tra khuyết tật mối hàn

Các đầu dò siêu âm mối hàn có rất nhiều loại khác nhau. Để đạt được mức độ tối ưu trong kiểm tra mối hàn thì đầu dò phải được chọn cẩn thận cho mỗi ứng dụng riêng biệt. Dưới dây là những yếu tố chính ảnh hưởng tới việc chọn đầu dò máy siêm âm mối hàn và hiệu quả của chúng. Tiếp đó chúng ta thảo luận về siêu âm và cách phát nó theo cách chung. Trước khi quan tâm các yếu tố ảnh hưởng tới việc chọn đầu dò thì chúng ta sẽ tìm hiểu về sóng siêu âm.

Chùm siêu âm được phát ra bởi các đầu dò như ở trên bị phân kỳ ra khi chúng lan truyền trong vật liệu. Sự phân kỳ này có sự tương đồng với sự phân kỳ của bức xạ phát ra từ một nguồn điện, nhưng ở chùm âm thì phức tạp hơn một chút. Một tinh thể có đường kính 10mm hoặc lớn hơn thì rõ ràng không phải là một điểm đơn thuần. Thực tế nó là số lượng lớn các nguồn điểm và tất cả đều phát ra sóng âm cùng phản hồi với nhau.

Vì mặt trước của các sóng nhỏ phân kỳ so với nguồn điểm tương ứng cho nên chúng ta sẽ gặp các mặt sóng từ các điểm khác trên tinh thể. Bởi các mặt sóng truyền vào khoảng cách từ nguồn của chúng có thể bằng hoặc khác với khoảng cách được lan truyền bởi các mặt sóng mà chúng gặp , các sóng có thể giao thoa để cọng hay triệt tiêu lẫn nhau . Các mặt sóng lan truyền các khoảng cách khác nhau một số lẻ của bước sóng sẽ triệt tiêu nhau. Rất may mắn hiện tượng này là giảm dần khi chùm âm đi xa tinh thể.

Do vậy vùng của chùm tia chịu ảnh hưởng của sự giao thoa cộng thêm hay triệt tiêu( và tiếp tục của sự thay đổi về áp suất âm) bị hạn chế trong một khu vực gọi là cùng gần. Độ dài của vùng gần cho các tinh thể riêng lẻ là hàm số đường kính của nó và bước sóng âm được phát ra nó có thể được tính khi dùng công thức sau:
N= D²/4λ
Trong đó: D : đường kính tinh thể(mm)
λ: bước sóng (mm)
N: Vùng gần(mm)

Đằng sau vùng gần áp suất âm ở tâm trùm âm giảm dần, đầu tiên chậm sau nhanh dần cho tới khi tốc độ giảm cực đại tại điểm 3 hay 4 độ dài vùng gần từ tinh thể.Ở đây tốc độ giảm tỷ lệ thuận với 1/R² trong đó R là khoảng cách từ tin thể. Vùng gần còn được gọi là vùng Fresnel. Vùng ở sau vùng gần được gọi là vùng xa và đôi khi được gọi là vùng Fraunhofer.

Trong vùng xa độ phân kỳ của chùm là hàm của đường kính biến tử và bước sóng. Bản đồ áp suất có thể được vẽ theo sự quan hệ giữa áp suất âm ở các điểm ở ngoài trung tâm của chùm so với áp suất cực đại tại trung tâm của chùm. Trên các bản đồ này các điểm có độ sai khác dB bằng nhau được nối với nhau bởi các đường được gọi là đường đẳng áp. Với thực nhiệm thì đường 24dB thể hiện biên xa nhất của chùm. Tại điểm này áp suất âm bằng khoảng 6.4% so với tâm của chùm. Các đường đẳng áp quan trọng khác là 6dB và 20dB.

Hình ảnh cho tìm kiếm chùm tia siêu âm trong kiểm tra mối hàn

Hình ảnh cho tìm kiếm chùm tia siêu âm trong máy siêu âm mối hàn

Nguyên nhân gây suy giảm chùm tia siêu âm:

Đó là môi trường tiếp xúc (liên kết) (chất tiếp âm) và sự thô nhám bề mặt. khi một biến tử được áp vào một bề mặt rất trơn nhẵn của mẫu khi sử dụng chất tiếp âm (chất liên kết) thì biên độ tín hiệu từ mặt đáy thay đổi theo bề dày của chất tiếp âm (chất liệu liên kết).
Thực nghiệm cho thấy độ thô nhám bề mặt cần phải nhỏ hơn 25µm.
Sự suy giảm truyền âm do độ thô nhám bề mặt gây ra được thấy rõ khi sử dụng mẫu chuẩn. Một mẫu chuẩn được chế tạo từ một vật liệu tương đương về phương tiện âm với mẫu kiểm tra. Thế nhưng, mẫu kiểm tra không thể lúc nào cũng có bề mặt nhẵn như mẫu chuẩn. Sự khác biệt đó do sự suy giảm ở bề mặt tiếp xúc.

Rất mong trở thành nhà cung cấp thiết bị kiểm tra mối hàn và hỗ trợ công tác kiểm định cho quý khách hàng. Xin liên hệ theo địa chỉ dưới đây để nhận được tư vấn model phù hợp nhất :

CÔNG TY CỔ PHẦN THIẾT BỊ NÂNG CHUYỂN & ĐO KIỂM
Địa chỉ : Số 12/942, đường Láng, quận Đống Đa, Hà Nội
Tel : 04.8582.2159 Fax : 04.3791.7621
Website : lavme.vn Email : sales@lavme.vn
Contact : Kỹ sư Hứa Anh Tuấn
Cell : 0936 36 8731 Email : huatuanmtp@gmail.com