Phương pháp siêu âm trước nay đã được con người nắm bắt và ứng dụng chúng trong các lĩnh vực như công nghiệp,sản xuất, y học,... Các thiết bị siêu âm được các sản xuất phục vụ và ứng dụng trong đời sống , hiện nay ứng dụng của máy siêu âm để đo độ dày nhựa và kiểm tra chất lượng sản phẩm trong công nghiệp sản xuất ống nhựa, chai nhựa.

Phương pháp đo độ dày bằng siêu âm là một kỹ thuật giúp cho việc kiểm tra độ dày không phá hủy mẫu, không cần phải cắt hay phân đoạn, nó thường được sử dụng để đo chiều dày vật liệu từ một bên.

Chính vì những ưu điểm trên nên máy đo độ dày vật liệu đã được ứng dụng để đo độ dày sản phẩm ống nhựa ngay trên dây truyền sản xuất với mục đích khi ra khỏi dây truyền sản phẩm phải đạt đủ các tiêu chuẩn quy định cần thiết.

Nguyên lý hoạt động của máy siêu âm đo độ dày vật liệu

Siêu âm là sóng âm ở tần số cao vượt qua giới hạn tai người có thể nghe thấy được. Dải tần số siêu âm trong máy kiểm tra thường sử dụng trong khoảng giữa 200kHz và 20 MHz, trong một số thiết bị đặc biệt người ta có thể sử dụng cao tới 200MHz. Dù ở tần số nào sóng âm cũng là các sóng dao động cơ học, nó truyền trong môi trường dẫn âm theo các định luật cơ bản về sóng cơ học. Các máy siêu âm dùng để kiểm tra sản phẩm trên dây truyền đều là máy siêu âm xung, nghĩa là máy phát đi một chùm sóng siêu âm đến vật cần kiểm tra và thu chùm phản xạ về đầu dò để máy tính phân tích và tính toán thời gian di chuyển của chùm siêu âm.

Bộ phận cơ học quan trọng nhất của một máy đo siêu âm đo độ dày là đầu dò, tại đây có một tinh thể áp điện, thường nó là một phiến thạch anh có đường kính khoảng 10mm và có độ dày từ 0,5 đến 1mm tùy theo tần số sử dụng. Phiến thạch anh khi được kích thích một xung điện áp thì nó sẽ co dãn, dao động tạo ra sóng cơ học có tần số siêu âm. Sóng siêu âm phát ra từ đầu dò sẽ truyền vào chi tiết kiểm tra, đập vào bề mặt trong sản phẩm cần đo độ dày và phản xạ trở lại. Một phần năng lượng sóng phản xạ sẽ quay về đầu dò (lúc này thạch anh đang ở trạng thái nghỉ), tại đây do hiện tượng áp điện ngược, các sóng âm đập vào phiến tinh thể làm nó dao động cơ và tạo ra tín hiệu điện có dạng sóng hình sin và được đưa đến máy tính để phân tích.

Các loại đầu dò của máy đo độ dày vật liệu :

Đầu dò tiếp xúc: Là loại đầu dò có thể tiếp xúc trực tiếp với chi tiết kiểm tra. Phép đo độ dày vật liệu với đầu dò tiếp xúc thường thực hiện đơn giản nhất và là sự lựa chọn đầu tiên cho các ứng dụng đo chiều dày bằng siêu âm.

Đầu dò trễ: Đầu dò trễ dẫn âm bằng lớp đệm chất dẻo, epoxy hoặc silicon làm lớp đệm giữa đầu dò và chi tiết kiểm tra. Nó dùng để đo vật liệu mỏng vì cần phải tách xung phát ra khỏi xung phản xạ từ mặt đáy. Đầu dò trễ có thể sử dụng như phần tử cách nhiệt, bảo vệ đầu dò nhạy với nhiệt độ khi tiếp xúc với chi tiết nóng. Loại đầu dò này cũng có thể được tạo hình dạng hoặc đường bao để tiếp âm với các mặt cong đột ngột hoặc những vị trí khó tiếp cận.

Đầu dò nhúng: Đầu dò nhúng sử dụng cột nước hoặc bể nước để truyền sóng âm vào chi tiết kiểm tra. Chúng có thể được sử dụng để đo các sản phẩm chuyển động trên dây chuyền, phép đo quét trong trường hợp đo độ dày hay khuyết tật của ống chống giếng khoan dầu khí,v.v...

Đầu dò kép: Đầu dò kép được sử dụng chủ yếu để đo trên các bề mặt thô ráp, đo sự ăn mòn. Các đầu dò phát và thu riêng rẽ được gắn phần trễ nghiêng một góc nhỏ để hội tụ sóng âm ở khoảng cách đã chọn trong chi tiết. Mặc dù phép đo với đầu dò kép đôi khi không được chính xác như các loại đầu dò khác, nhưng chúng thực hiện tốt trong các ứng dụng kiểm tra sự ăn mòn.

Tham khảo tài liệu PGS.TS. LÊ QUỐC VƯỢNG

Ứng dụng của máy siêu âm đo độ dày ống nhựa trong kỹ thuật

Phương pháp đo độ dày bằng siêu âm là một kỹ thuật giúp cho việc kiểm tra độ dày không phá hủy mẫu, không cần phải cắt hay phân đoạn, nó thường được sử dụng để đo chiều dày vật liệu từ một bên.

Nguyên lý hoạt động của máy siêu âm đo độ dày vật liệu

Các loại đầu dò của máy đo độ dày vật liệu :