Mae'r tonnau sain amledd uchel a ddefnyddir i ganfod diffygion a gaging trwch mewn cymwysiadau profi nondestructive ultrasonic yn cael eu cynhyrchu a'u derbyn gan stilwyr bach o'r enw transducers ultrasonic. Transducers yw'r man cychwyn ar gyfer unrhyw setup prawf ultrasonic, ac maent yn dod mewn amrywiaeth eang o amleddau, meintiau, ac arddulliau achos i ddiwallu anghenion arolygu yn amrywio o ganfod diffygion mewn gofaniadau dur aml-dunnell enfawr i fesur trwch haenau papur-tenau.
Yn gyffredinol, diffinnir transducer fel unrhyw ddyfais sy'n trosi un math o egni yn un arall. Testun y papur hwn yw'r transducers ultrasonic a ddefnyddir ar gyfer gaging trwch a chanfod diffygion confensiynol. Disgrifir stilwyr arae fesul cam sy'n defnyddio sawl elfen i gynhyrchu trawstiau sain wedi'u llywio yn fanwl.
Mae transducers yn trosi pwls o egni trydanol o'r offeryn prawf yn egni mecanyddol ar ffurf tonnau sain sy'n teithio trwy'r darn prawf. Mae tonnau sain sy'n adlewyrchu o'r darn prawf, yn eu tro, yn cael eu trosi gan y transducer yn guriad o egni trydanol y gall yr offeryn prawf ei brosesu a'i arddangos. Mewn gwirionedd, mae'r transducer yn gweithredu fel siaradwr ultrasonic a meicroffon, gan gynhyrchu a derbyn corbys tonnau sain ar amleddau llawer uwch na'r ystod o glyw dynol.
Yn nodweddiadol, elfen weithredol transducer NDT yw disg denau, sgwâr, neu betryal o serameg piezoelectric neu gyfansawdd sy'n trosi egni trydanol yn egni mecanyddol, ac i'r gwrthwyneb. Weithiau gelwir yr elfen hon yn anffurfiol y grisial oherwydd, yn nyddiau cynnar NDT ultrasonic, gwnaed elfennau o grisialau cwarts; fodd bynnag, mae cerameg fel metaniobate plwm a titanate zirconium plwm wedi'i ddefnyddio ers amser maith yn y mwyafrif o drosglwyddyddion. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf gwelwyd defnydd cynyddol o elfennau cyfansawdd lle mae'r ddisg seramig neu blât solet traddodiadol yn cael ei disodli gan elfen ficro-beiriannu lle mae silindrau bach o serameg piezoelectric wedi'u hymgorffori mewn matrics epocsi. Gall elfennau cyfansawdd ddarparu mwy o led band a gwell sensitifrwydd mewn llawer o gymwysiadau canfod diffygion.
Adeiladu transducer elfen sengl nodweddiadol ac elfen ddeuol.
Pan fydd pwls trydanol yn ei gyffroi, mae'r elfen piezoelectric hon yn cynhyrchu tonnau sain, a phan gaiff ei dirgrynu trwy ddychwelyd echoesit mae'n cynhyrchu foltedd. Amddiffynnir yr elfen weithredol rhag difrod gan blatiau gwisgo neu lens acwstig a'i ategu gan floc o ddeunydd tampio sy'n tawelu'r transducer ar ôl i'r pwls sain gael ei gynhyrchu. Mae'r is-gynulliad ultrasonic hwn wedi'i osod mewn achos sydd â chysylltiadau trydanol priodol. Mae pob cyswllt cyffredin, trawst ongl, llinell oedi, a transducers trochi yn defnyddio'r dyluniad sylfaenol hwn. Mae'r stilwyr arae fesul cam a ddefnyddir mewn cymwysiadau delweddu yn syml yn cyfuno nifer o elfennau transducer unigol mewn un cynulliad. Mae transducers elfen ddeuol, a ddefnyddir yn gyffredin mewn cymwysiadau arolwg cyrydiad, yn wahanol yn yr ystyr bod ganddynt elfennau trosglwyddo a derbyn ar wahân wedi'u gwahanu gan rwystr sain, dim cefnogaeth, a llinell oedi annatod i lywio a chyplysu'r egni sain yn hytrach na phlât gwisgo neu lens. Mae Ffigur 1 yn dangos adeiladwaith transducer nodweddiadol.
Er bod y cysyniad sylfaenol yn syml, mae transducers yn ddyfeisiau manwl sy'n gofyn am ofal mawr mewn dylunio, dewis deunyddiau a gweithgynhyrchu i helpu i sicrhau'r perfformiad gorau a chyson. Mae'r transducers a ddefnyddir yn gyffredin mewn NDT ultrasonic confensiynol yn disgyn i bum categori cyffredinol yn seiliedig ar eu dyluniad a'r defnydd a fwriadwyd.
