ما هي طرق الاختبار بالموجات فوق الصوتية الشائعة؟

طريقة انعكاس النبض: تنبعث الموجات فوق الصوتية من المسبار، ويتم استقبال الأصداء المنعكسة من العيوب أو السطح السفلي لقطعة الشغل. يتم تحديد موضع الخلل وحجمه بناءً على وقت وسعة الصدى. تتميز هذه الطريقة بحساسية اكتشاف عالية ويمكنها تحديد موقع الخلل بدقة. وهو الأكثر استخداما على نطاق واسع.
طريقة الاختراق: يتم وضع مسبار الإرسال ومسبار الاستقبال على جانبي قطعة العمل على التوالي. يتم تحديد الخلل الداخلي بناءً على تغير طاقة الموجات فوق الصوتية بعد اختراق قطعة العمل. تحتوي هذه الطريقة على متطلبات أقل للتشطيب السطحي لقطعة الشغل، لكن حساسية الكشف منخفضة نسبيًا ولا يمكنها تحديد موقع الخلل. وغالبا ما يستخدم للكشف الآلي.
طريقة الرنين: يتم قياس سمك قطعة العمل باستخدام مبدأ أن الموجات فوق الصوتية تولد رنينًا في قطعة العمل. تعتبر هذه الطريقة مناسبة بشكل خاص لقياس الألواح الرفيعة أو الأنابيب-الرفيعة الجدران، ولكن يتم وضع متطلبات أعلى على السطح النهائي لقطعة العمل.

طريقة الاختبار بالموجات فوق الصوتية الأكثر استخدامًا هي طريقة انعكاس النبض.
وتكمن ميزته الأساسية في حساسيته العالية للكشف، والتي تتيح تحديد موقع الخلل وعمقه بدقة، بالإضافة إلى نطاق تطبيقه الواسع الذي ينطبق على جميع المواد تقريبًا. في المقابل، تتميز طريقة الاختراق بحساسية أقل ولا يمكنها تحديد موقع الخلل، في حين تستخدم طريقة الرنين بشكل أساسي لقياس السمك الدقيق.

تعد طريقة انعكاس النبض حاليًا هي الطريقة الأكثر استخدامًا للكشف عن الخلل بالموجات فوق الصوتية. مبدأها الأساسي هو: ينبعث نبض بالموجات فوق الصوتية نحو قطعة العمل التي تم اختبارها. عندما تواجه موجة الصوت عيبًا داخل المادة أو السطح السفلي لقطعة العمل، فسوف تخضع للانعكاس. يستقبل الجهاز هذه الموجات المنعكسة ويحللها، وبناءً على فارق التوقيت وتغيرات السعة، يمكنه تحديد ما إذا كان هناك خلل وحجمه وعمقه بدقة.
تتميز هذه الطريقة بحساسية عالية للغاية ويمكنها اكتشاف العيوب الصغيرة جدًا. كما أن دقة تحديد المواقع عالية جدًا أيضًا، مع وجود خطأ عادةً أقل من 2%. وهي تنطبق على مواد مختلفة مثل المعادن والبلاستيك والسيراميك، وتستخدم على نطاق واسع في عمليات التفتيش الصناعية. ومع ذلك، فإنه يحتوي أيضًا على قيود. على سبيل المثال، يكون تأثير الكشف ضعيفًا بالنسبة للعيوب القريبة من السطح -وقطع العمل ذات الجدران الرقيقة-، وترتبط نتائج الاكتشاف باتجاه الخلل.

يتم تحديد حجم وعمق الخلل بواسطة طريقة انعكاس النبض. ويكمن جوهر هذه العملية في تحليل سعة وزمن الموجات المنعكسة.
تحديد العمق: من خلال قياس الفارق الزمني من انبعاث الموجات فوق الصوتية إلى استقبال موجة الانعكاس العيب، باستخدام الصيغة "العمق=سرعة الصوت × فارق التوقيت / 2"، يكمل الجهاز عادةً الحساب تلقائيًا.
تحديد الحجم: العامل الرئيسي هو سعة الموجة المنعكسة. كلما كان العيب أكبر، كلما انعكست الطاقة الصوتية مرة أخرى، وكلما زادت سعة الشكل الموجي الذي يعرضه الجهاز. في العمليات العملية، غالبًا ما يتم استخدام طريقة 6 ديسيبل أو طريقة نقطة النهاية 6 ديسيبل: حرك المسبار، عندما ينخفض ​​ارتفاع موجة العيب بمقدار النصف (6 ديسيبل)، فإن المسافة التي يتحركها المسبار هي الطول المشار إليه للعيب. تجدر الإشارة إلى أن الحجم الفعلي للعيب قد يكون أكبر من القيمة المقاسة لأن عوامل مثل الاتجاه وحالة سطح العيب يمكن أن تؤثر على ارتفاع الصدى. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لعوامل مثل أداء الجهاز ونوع المسبار وحالة سطح قطعة العمل أن تؤثر أيضًا على دقة القياس.