Apuntes Ultrasonido

8/17/2019 Apuntes Ultrasonido

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Apuntes

De

Ultrasonido .-


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Definición y naturaleza de las ondas ultrasónicas

Son ondas mecánicas vibratorias o sea para que se propague el ultrasonido, se requiere que

las partículas del medio ya sea liquido, aire o sólido oscilan alrededor de sus posiciones de

equilibrio.

Diferencia entre sonido y u ltrasonido

Son de la misma naturaleza, lo que las diferencia es su frecuencia así:

- ondas sónicas: frecuencia entre 16 y 20000 ciclos por segundos.

- ondas ultrasónicas: frecuencias mucho mayores de 20000 ciclos por segundos.

Para materiales metálicos: se opera entre 1 y 5 mhz pero se pueden trabajar con frecuencias

mucho mayores.

Para materiales no metálicos: ej: cerámicos, trabajan con frecuencias menores de 1mhz (¼, ½

mhz).


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Tipos de ondas ultrasónicas.-

• O.l: onda longitudinal :se propaga en tres medios.

• O.t: ondatransversal: se propaga en sólidos únicamente.

• O.r: onda rayleigh: se propaga en sólidos únicamente.

Velocidad de las ondas ultrasonicas

La velocidad para cada material es una constante.

V = l f

Ejemplo:

Vl » 5925 m/seg. (acero).

Vt = aproximadamente la mitad de al vl = 3230 m/seg.

Vl = ((e (1-g )/(r (1-2g )(1+g )))1/2

Vt = (e/(r 2(1+g ))1/2

E: limite de elasticidad

R: densidad del material.

G : relación de poisson.

G = et /el


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Se concluye que:

Vt » vl/2 ; vr » 0.9 vt

Vt / vl= ((1-2g)/2(1-g))1/2

Vr / vt = (0.87 + 1.12g)/(1-g)

Impedancia acustica

Z = rv

Resistencia del medio a la vibración acústica de las partículas.

Z: independencia acústica.

R: densidad del material.

V: velocidad de la onda.

Z: es lo que nos va a determinar que porcentaje de intensidad ultrasónica de refleja y cual se

transmite al segundo medio.

Generación de ondas ul trasónicas

Para generar existen varios métodos. Para el ultrasonido se hace uso de cristales

piezoeléctricos o de materiales cerámicos ferroeléctricos.Piezoelectricidad: propiedad de algunos cristales como el cuarzo de convertir energía eléctrica

en energía mecánica vibratoria y viceversa. Cuarzo para altas frecuencias, mayores de 10 mhz.

Ferroelectricidad: propiedad de algunos materiales cerámicos previamente polarizados de

comportarse como los cristales piezoeléctricos. Ej: titanato de bario, sulfato de litio.


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Forma y característica del haz

N = d2/4l = d2f/4v

Sen g = 1.22 v/f d

D: diámetro del cristal.V: velocidad.

F: frecuencia.

L: longitud de onda.


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Palpadores o t ransductores

Tipos:

A. Incidencia normal.

B. Incidencia angular.

Palpadores con:

1. Un solo cristal emisor y receptor.

2. Doble cristal, uno emisor y otro receptor.

3. Múltiples cristales para aplicaciones especiales.

Agentes acoplantes

Es un medio fluido que permite que el ultrasonido pase del palpador al material de ensayo.

Los medios de acople pueden ser: grasa, aceite, vaselina, agua.

A mayor rugosidad mayor viscosidad del acoplante.


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Propagación de ondas u ltrasónicas.-

Incidencia normal

Ii = ir + it ; i i intensidad incidente

Ii/ii = ir /ii + it/ii . Ir intens idad reflejada . It intensidad transmitida

1 = r + tR = ir /ii = (z2 - z1)

2/(z2 + z1)2

T = it/ii = 4z1z2/(z2 - z1)2


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Incidencia oblicua

Bl = a : no hay cambio de modo.

Bl ¹ a : hay cambio de modo.

A a gl: no hay cambio de modo.

A ¹ gl: no hay cambio de modo.

No se puede trabajar con dos ondas transmitidas, ya que da lugar a problemas de

interpretación, entonces aparecen:

Primer ángulo critico: valor por el cual a a’ para el cual el valor g l = 90°.


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Segundo ángulo critico: valor por el cual a a’’ para el cual el valor g t = 90°. En la practica, los

palpadores deben poseer un ángulo de incidencia a tal que a’ > a > a’’ .


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Técnicas de ensayo

- transmisión.

- resonancia.

- pulso - eco.

Transmisión

Ventaja: Puede detectar discontinuidades muy cercanas a la superficie.

Desventajas:

No ubica la discontinuidad.

Requiere acceso a las dos superficies.

Resonancia:

Se consigue de que haya resonancia entre un material y el palpador. El palpador es de

frecuencia variable, la cual se varia hasta hallar la de resonancia. Es utilizado para la detección

de discontinuidades externas del material, también para la medición de espesores.


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Pulso - eco

Se emiten pulsos de ultrasonido y se esperan reflexiones las cuales pueden proceder de

superficies posteriores (palpadores normales) o de discontinuidades, por lo tanto en un

osciloscopio mediante el principio piezoeléctrico aparecen ecos de fondo para cada reflexión.

Ventajas:

Requiere acceso a una superficie únicamente

Ubica la discontinuidad.

Desventaja:

No detecta discontinuidades muy cercanas a la superficie.

Ap licac iones

- medición de espesores.

- detección de fallas:

Examen de piezas fundidas.

2. Examen de piezas forjadas.

3. Examen de soldaduras.

4. Caracterización de materiales.


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Ventajas del ensayo ultrasónico

1. Mayor poder de penetración.

2. Acceso a una superficie.

3. Ausencia del peligro para el operario.

4. Portátil .

Desventajas

Tiene problemas con piezas de geometría complicada o muy delgadas.


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EQUIPOS PARA MEDICION DE ULTRASONIDO

El SDT 170 ofrece a los usuarios industriales una de las más potentes, precisas y flexibles soluciones

para la comprobación de todo tipo de estanqueidad, detección de fugas y mantenimiento predictivo.

Nuestra dilatada experiencia en la detección de ultrasonidos se encuentra concentrada en éste potente

equipo. Es robusto, ligero, de fácil manejo y con diseño ergonómico. Proporciona una total y eficiente

respuesta a un equipo efectivo de mantenimiento y a un producto de gran calidad.

Equipos Portátiles

Software

Monitorizado en Continuo

Acelerómetros

Otros

Multifuncional

El SDT 170 es multifuncional. Como un PC de sobremesa es de fácil manejo. Capaz de medir diferentes

parámetros físicos (ultrasonidos, ruido audible, temperatura, rpm, flujo y otros). Todas las versiones

están concebidas alrededor de las capacidades de detección de nuestros equipos de ultrasonidos y

presentan un sensor ultrasónico interno.

Ahorro Económico

El SDT 170 genera ahorro económico. El uso regular del SDT 170 permite una eficiente planificación de

los tiempos de parada de las máquinas, lo que conduce a una mayor productividad. La capacidad de

indicar con precisión los puntos de fugas conduce también a significantes ahorros de energía que

pueden ser de hasta el 30%.


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Ergonómico

El SDT 170 genera ahorro económico. El uso regular de SDT 170 es un equipo portátil, de cómodo uso,

controlado por un teclado de ocho unidades. El display de pantalla líquida de 3 cm x 6 cm está

protegido por un cristal de Borosilicato, permitiendo visualizar los parámetros necesarios para su uso en

8 idiomas diferentes. El aprendizaje es sencillo y rápido, aproximadamente 10 minutos. La cubierta

exterior de aluminio extruido está protegida por un aislamiento antichoque, y la batería recargable NMHD

está construida con la tecnología más moderna permitiendo más de ocho horas de funcionamiento

ininterrumpido.

Inteligente

El SDT es inteligente. El SDT170 reconoce automáticamente los sensores en el momento de su

conexión conectándose a continuación con los parámetros adecuados necesarios para proceder a la

medida deseada. Algunas versiones están equipadas para aceptar parámetros predefinidos, como la de

medidas y captura de datos a intervalos de tiempo. El empleo de tecnología EEPROM nos permite

transmitir por Internet actualizaciones y mejoras a nuestros clientes.

Digital y Versátil

El SDT 170 es digital y versátil. Su avanzada tecnología digital SMT permite el uso de los accesorios

originales. El SDT 170 procesa, registra y distribuye los datos digitalmente. A medida que nuestros

clientes desarrollan nueva aplicaciones, satisfacemos sus necesidades desarrollando nuevos sensores

acordes con sus necesidades. El SDT 170 puede expandir su funcionalidad y versatilidad sin límites, lo

que se realizará bien sea por la petición de nuestros clientes o por la detección de las necesidades de la

industria.


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DETECTOR ULTRASONICO DE FUGAS


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PREDYCSA presenta la nueva gama de productos SDT International para la Detección de Fugas,

Comprobación de la Estanqueidad, Control de Calidad y el Mantenimiento Predictivo a través de

Ultrasonidos.

El equipo SDT 170 en todas sus gamas ofrece a los usuarios industriales una de las más potentes,

flexibles y precisas soluciones para la detección de ultrasonidos.

Este equipo es capaz de medir diferentes parámetros físicos como los ultrasonidos, ruido audible,

temperatura, RPM, flujo y otros. Además, en su versión más completa incluye un potente software para

gestionar todos estos parámetros y la posibilidad de crear rutas. Se puede decir que este equipo es

inteligente ya que reconoce automáticamente los sensores conectados cambiando instantáneamente los

parámetros necesarios para realizar la medida.

Hay que destacar la medición del grado de estanqueidad de recipientes, revestimientos y tanques

subterráneos, sistemas de aire comprimido, tuberías, válvulas y coches, coronas y arcos eléctricos en

equipos eléctricos y deterioros en rodamientos, reductores, conmutadores e inyectores.

TEST DE ESTANQUEIDAD

El medio más eficiente de comprobar la estanqueidad es por ultrasonidos. El test puede ser totalmente

integrado en los medios de producción ó realizado como un control posterior. Para asegurar la precisión

de los resultados los equipos suministrados por SDT detectan ultrasonidos producidos naturalmente ó

aquellos producidos por un transmisor.

DETECCIÓN DE FUGAS

En todos los sectores, fugas significan pérdidas. En tuberías de agua y fluidos en general, puede

significar pérdida de producto. En sistemas de aire comprimido, tuberías de vapor e instalaciones de

calor, significa un mayor costo para generar las perdidas de energía y calor.

SDT indica con precisión problemas de:


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• Circuitos de oxígeno, aire comprimido, vapor y fluidos gaseosos, válvulas, compuertas

electromagnéticas, gatos hidráulicos, y turbinas.

• Intercambiadores de calor, cajas de cambios, cavitación de bombas, condensadores, calderas,

colectores de distribución de aire, etc.

• Objetos inflables (globos, correderas, etc.).

• Pérdidas de presión y vacío.

• Coronas y arcos en equipos eléctricos (transformadores, relés, cortocircuitos, etc.)

MANTENIMIENTO PREDICTIVO

SDT ha desarrollado soluciones de ultrasonidos para detectar deterioros y desgastes en aplicaciones

mecánicas como:

• Rodamientos de bolas, reductores de piñón, inyectores, conmutadores, válvulas de cierre,

muelles y rodamientos.

Otras aplicaciones:

• Vibraciones puntuales y parásitas de máquinas.

• Funcionamiento de bombas, motores, turbinas y cajas de engranajes.

Se pueden tomar medidas de precisión como:

• Control de temperatura, con ó sin contacto.

• Velocidad de rotación, con ó sin contacto.

• Niveles de ruido.

• Flujos de masa de aire.


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Líneas de Productos

Boroscopios, Fibroscopios y Videoscopios

CCTV FireSight para Ambientes de Temperaturas Altas

Medidores de Espesores de Recubrimientos

Medidores de Espesores por UltrasonidoPirometros y Escaneres Infrarrojos


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Medidores de Espesores por Ultrasonido

TI-25LT

• Resolución de 0.04mm (0.004")

• Controles simplificados para el operador virtualmente eliminar el entrenamiento

• Transductores especiales disponibles para una variedad de aplicaciones

• Unidades seleccionables en pulgadas o mm

Básico TI-40N

• Extremadamente compacto y liviano


• Incluye placa de calibración

• Rápida actualización de la pantalla con la última lectura retenida en la pantalla


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Características y méritos notables

TI-25M

• Resolución de 0.001 pulgadas (0.01 mm)

• Gran pantalla LCD con luz de retroiluminación, la pantalla retiene la última lectura

• Controles simplificados para el operador virtualmente elimina el entrenamiento

• Certificado de calibración NIST incluido sin costo

• 5 años de garantía.

Con almacenamamiento de datos TI-25DL

• Unidades seleccionables en pulgadas o mm.

• Memoria para 1000 datos puntuales en hasta 10 batches.

• Salida serial RS-232C para enviar los datos almacenados a una computadora o impresora.


• 5 años de garantía.

Precisión


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TI-007


• Memoria para 1000 datos puntuales en hasta 10 batches

• Salida serial RS-232C para envio de datos almacenados a una computadora o impresora


• 5 años de garantía

Al to Desempeño TI-HP1

• 25 configuraciones predefinidas que pueden ser modificadas por el operador para aplicaciones

especificas

• Memoria alfanumerica con capacidad para hasta 1000 paginas de datos y A-scans

• Portátil, operado por pila o corriente alterna


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Bloque de chequeo del acero en 4 pasos

SB-4 / SB-4L

• Maquinado y terminado de precisión

• Incluye reporte NIST y datos de chequeo

• Caja de madera para almacenado opcional

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