El mecanismo de trabajo central del detector de defectos ultrasónicos es esencialmente utilizar las características de propagación de ondas sonoras de alta frecuencia (generalmente más de 20 khz) en materiales sólidos para detectar defectos internos. Su base física son los principios de reflexión, transmisión y difracción de las ondas.
Todo el proceso comienza con la ecografía emitida por la sonda. El chip piezoeléctrico en la sonda produce vibraciones mecánicas de alta frecuencia, es decir, ultrasonido, estimuladas por pulsos eléctricos. Esta Onda sonora se introduce en la pieza detectada a una velocidad y dirección específicas. La velocidad del sonido depende del módulo de elasticidad y la densidad del material y es el parámetro clave básico para el cálculo de posicionamiento del detector de defectos.
Cuando la onda ultrasónica se propaga por el material, si el material es uniforme y denso, la Onda sonora avanzará sin problemas hasta que sea reflejada por la superficie inferior u otro extremo. Sin embargo, una vez que se encuentran defectos (como poros, grietas, inclusiones), debido a las diferencias significativas entre los defectos y la resistencia acústica del material de base de la pieza de trabajo (producto de la densidad y la velocidad del sonido), se produce un reflejo en la interfaz. Esta parte de la onda ultrasónica reflejada (llamada eco de defecto) es recibida por la sonda y, una vez más, convertida de un chip piezoeléctrico a una señal eléctrica.
La función central del detector de defectos es procesar con precisión estas señales de eco. Amplifica y filtra la señal eléctrica y la muestra en la pantalla. El eje transversal de la pantalla representa el tiempo de propagación de la Onda sonora (o la distancia convertida), y el eje longitudinal representa la magnitud del eco. El operador del instrumento juzga los defectos observando la posición y la altura de la señal de eco que aparece en la pantalla:
Posicionamiento de defectos: de acuerdo con la diferencia de tiempo entre la onda emitida y el eco de defectos, así como la velocidad del sonido del material conocido, el instrumento puede calcular con precisión la profundidad del defecto desde la superficie de detección.
Cuantificación del defecto: la altura del eco del defecto suele estar relacionada con el tamaño del área reflejada del defecto. Al comparar la altura de eco de los "defectos artificiales" de tamaño conocido, como los agujeros de fondo plano en el bloque de prueba estándar, se puede evaluar el tamaño equivalente de los defectos.
Identificación de defectos: los defectos de diferentes propiedades (como la mezcla puntual y las grietas planas) producirán formas de onda con diferentes características. Los operadores experimentados pueden combinar las características de la forma de onda y la posición del defecto para ayudar a juzgar.
En resumen, el detector de defectos ultrasónicos es como un médico que hace "ultrasonido b" para materiales industriales, al emitir activamente ondas sonoras y "escuchar" los ecos de la estructura interna, basado en sólidos principios físicos de fluctuación, para lograr una localización precisa, cuantificación y evaluación de defectos invisibles, garantizando así la seguridad e integridad de las estructuras clave.