Designación: E 494 - 95 Un American National Patrón
Práctica estándar para
La medición por ultrasonidos Velocity en Materiales1
Esta norma ha sido publicada bajo la fijo designación E 494; el número inmediatamente siguiente a la designación indica el año de
adopción original, o, en el caso de revisión, el año de la última revisión. Un número entre paréntesis indica el año de la última
reaprobación. LA sobrescrito épsilon (e) indica un editorial cambiar desde el último revisión o reaprobación.
Esta especificación posee estado aprobado para usar por agencias de el Departamento de Defensa.
1. Alcance
1. Esta práctica trata sobre un procedimiento de prueba para
medir las velocidades ultrasónicas en materiales con eco pulso
ultrasónico convencional falla equipo de detección en el que
son resultados que aparece en un escaneo A monitor. Esta
práctica describe un método por el cual las velocidades
ultrasónicas desconocidos en una muestra de material están
determinadas por mediciones comparativas utilizando un
material de referencia cuyas velocidades ultrasónicas se
conocen con precisión. 2. Este procedimiento está destinado para materiales
sólidos de 5 mm (0,2
pulg.) de espesor o mayor. Las superficies normales a la
dirección de propagación de la energía deberá ser paralela a
por lo menos 6 3 °. Superficie acabado para mediciones de
velocidad será de 3,2 micras (125 micropulgadas). rms o más
suave.
NOTE Velocidades de las ondas 1-Sonido se citan en esta práctica
mediante el unidades fundamentales de metros por segundo, con pulgadas
por segundo suministrado como referencia en muchos casos. Para algunos
cálculos, es conveniente pensar en las velocidades en unidades de
milímetros por microsegundo. Aunque estas unidades funcionan muy bien
en los cálculos, las unidades más naturales fueron elegidos para su uso en
las tablas de esta práctica. Los valores pueden ser simplemente convierten
de m / seg a mm / microsegundos desplazando el punto decimal tres lugares
a la izquierda, es decir, 3,500 m / s se convierte en 3,5 mm /
microsegundos.
3. Mediciones de velocidad de ultrasonido son útiles para la
determinación de varias propiedades de los materiales
importantes. Young módulo de elasticidad, El coeficiente de
Poisson, la impedancia acústica, y varios otras propiedades
útiles y coeficientes se puede calcular para materiales sólidos
con las velocidades ultrasónicas, si se conoce la densidad
(véase el apéndice X1). 4. Más preciso resultados poder ser obtenido con Más
espe-
equipos especiali- ultrasonidos, equipos auxiliares y técnicas
espe- cializados. Algunas de las técnicas complementarias se
describen en el Apéndice X2. (El material contenido en el
Apéndice X2 tiene un propósito informativo solamente.)
NOTE 2-Factores tales como las técnicas, equipos, tipos de material, y
las variables de operador darán lugar a variaciones en las lecturas de
velocidad absoluta, a veces hasta en un 5%. Resultados relativos con una
única combinación de los factores anteriores se puede esperar a ser mucho
más precisa (probablemente dentro de un 1% tolerancia).
15 Esta estándar no pretende dirección toda la problemas
de seguridad alguna, asociados con su uso. Es el
responsabilidad del usuario de esta estándar para establecer
de Créditos adecuadas prácticas de seguridad y salud y
determinar la aplicabilidad bilidad de las limitaciones
reglamentarias antes de usar.
2. Referenciado Documentos
1. ASTM Normas:
C 597 Prueba Método para Pulso Velocity Mediante
Hormigón2E 317 Práctica para la Evaluación de Desempeño
Características de Ultrasonidos Pulso-Eco Exámenes Sistemas Sin el Usar de Medición Electrónica Instrumentos3
E 797 Práctica para medir el espesor de Manual Ultra sonic
Pulso-Eco Contacto Procedimiento3
E 1316 Terminología para no destructiva Exámenes3
3. Terminología
1. Definiciones-Por definiciones de términos utilizados en esta
práctica Tice, consulte Terminología E 1.316 mil.
4. Resumen de Práctica
1. Varios modos posibles de vibración se pueden propagar en
los sólidos. Este procedimiento se refiere a dos velocidades de
propagación, a saber, aquellos asociados con longitudinal (vl)y
transverso (vt)olas. La velocidad longitudinal es independiente
de la geometría de la muestra cuando las dimensiones en
ángulos rectos a la viga son muy grande comparado con haz
zona y ola largo. La velocidad transversal es poco afectado por
medios físicos dimensiones de el muestra. los procedimiento
descrito en Sección 6 es, como señalado en el ámbito de
aplicación, para su uso con pulso-eco convencional falla
equipos de detección solamente.
5. Aparato
1. El sistema de prueba de ultrasonidos para ser utilizado en
esta práctica deberá incluir la siguiendo: 5.1.1 Prueba Instrumento-Cualquier Comprende
instrumento ultrasónico
ing una base de tiempo, transmisor (pulsador), receptor (eco
amplificador), y un circuito indicador A-scan para generar,
recibir y monitor señales eléctricas relacionadas con ondas
ultrasónicas. El equipo debe permitir la lectura de las
posiciones de LAk,LAs,LAt,LAl(definida en 6.1.4 y 6.2.4), a lo
largo de la línea de base A-scan en 60.5 mm (0.020 1Esta práctica está bajo la jurisdicción del Comité ASTM E-7 en no destructiva
constructivo Exámenes y es la responsabilidad directa del Subcomité E07.06 sobre
Ultrasonidos Exámenes Procedimiento.
Edición actual aprobada el 15 de enero de 1995. Publicado en marzo de 1995.
Publicado originalmente como E 494 - 73. Última edición anterior E 494 - 92a.
2Libro Anual de Normas ASTM, Vol 04.02. 3Libro Anual de Normas ASTM, Vol 03.03. 1
in.). Para una máxima exactitud, la frecuencia más alta posible
que presentará al menos dos ecos espalda fácilmente distinguibles,
y preferiblemente cinco, será utilizado.
2. Buscar Unidad-La Unidad de búsqueda que contiene un
transductor
que genera y recibe ondas ultrasónicas de un tamaño, tipo
apropiado y frecuencia, diseñada para las pruebas por el contacto
se utilizará el método. Contactar modo longitudinal viga recta se
utiliza para mediciones de velocidad longitudinales, y en contacto
con el modo de cizalla viga recta de mediciones de velocidad
transversales.
3. AcopladorVelocidad longitudinal -Para mediciones,
el acoplador debe ser el material utilizado en la práctica, por
ejemplo, aceite de grado ligero limpio. Para las mediciones de
velocidad transversales, se utilizará un material de alta viscosidad,
tal como resina o vínculo sólido. En algunos materiales
isopolybutene, cariño, u otro Se han utilizado materiales de alta
viscosidad con eficacia. La mayoría líquidos no apoyarán ondas
transversales. En los materiales porosos se requieren acopladores
especiales no líquidos. El acoplador no debe ser perjudicial para el
material.
4. Referencia Estándar Bloques:
1. Velocity PatrónMateriales -Cualquier de conocida velocidad,
que puede ser penetrado por la onda acústica, y que tiene un
rugosidad superficial adecuada, la forma, el grosor y el
paralelismo. La velocidad de la norma debe ser determinado por
alguna otra técnica de mayor exactitud, o por comparación con la
velocidad del agua que es conocido (ver Apéndice X2.5 y
Apéndice X4). El bloque de referencia debe tener una atenuación
similar a la de la prueba material.
2. Para la comprobación de linealidad horizontal, consulte
la Práctica E 317.
6. Procedimiento
1. Longitudinal Ola Velocity-Determinar granel, longitudinal
velocidad de la onda dinal (vl)comparando el tiempo de tránsito de
una onda longitudinal en el material desconocido para el tiempo
de tránsito de los ultrasonidos en un estándar de la velocidad (vk).
1. Seleccionar muestras de cada uno con apartamento
superficies paralelas y
medir el espesor de cada una con una precisión de 60.02 mm
(0,001 pulg.) O 0,1%, lo que sea mayor.
2. Alinear el transductor encima cada muestra y obtener
la
patrón de señal nominal (ver Fig. 1) del mayor número de ecos de
espalda como son claramente definida. La base de tiempo (control
de barrido) se debe establecer el mismo para ambos mediciones.
3. Usando la escala o pinza la medida el distancia a el
línea de base entre el borde anterior de la primero volver eco y el
borde de ataque del último eco de espalda que es claramente
definida en lo conocido y desconocido de la muestra. Para bien
exactitud, ajustar el amplitud de la última echo hacia atrás por
medio del control de ganancia aproximadamente a la misma altura
que la primero volver eco, después el
v1 5 ~LAk nl tl vk!/~LAl nk tk! (1)
dónde: LAk= Distancia desde primero a Nª vuelta eco en el material
conocido, m (pulg.), medida a lo largo de la línea de
base de la A-scan monitor,
nl= Número de idas y vueltas, desconocida material,
t l= Espesor del material desconocido, m (in.),
vk= Velocidad en material conocido, m / s (in. / s),
LAl= Distancia desde el primero al Nª vuelta eco en el material
desconocido, m (pulg.), medida a lo largo de la línea de
base de la A-scan monitor, n k= Número de idas y vueltas, material conocido, y
tk= Espesor, material conocido, m (in.).
NOTE 3-Las unidades utilizadas en la medición no son significativas, siempre y cuando el sistema está consistente.
2. Velocidad Transversal-Determinar velocidad transversal
(vs)comparando el tiempo de tránsito de una onda transversal en
una material desconocido al tiempo de tránsito de una onda
transversal en un material de velocidad conocida (vt).
1. Seleccionar muestras de cada uno con apartamento superficies
paralelas y medir el espesor de cada una con una precisión de
60.02 mm (0,001 pulg.) O 0,1%, lo que sea mayor.
2. Alinear el transductor (ver Fig. 1) sobre cada muestra y obtener
un patrón de señal óptima de la mayor cantidad de ecos de espalda
como son claramente definida. La base de tiempo (control de
barrido) debe ser el mismo para ambos mediciones.
3. Utilizando una escala o pinza mide la distancia a la línea de
base entre el borde anterior de la primero volver eco y el borde de
ataque del último eco de espalda que es claramente definida en lo
conocido y desconocido de la muestra. Para bien exactitud, ajustar
el amplitud de la última echo hacia atrás por medio del control de
ganancia aproximadamente a la misma altura que la primero
volver eco, después de la posición del borde delantero de la
primero echo hacia atrás ha sido fijo. Esto añade componentes de
alta frecuencia de la señal de los cuales han sido atenuada. A
continuación, determinar la posición de el del borde de ataque del
último eco de vuelta. Cuente el número de viajes de ida y vuelta
desde primero eco utilizado para el último eco medido tanto en
muestras. Este número será uno menos que el número de ecos
utilizados. Tenga en cuenta que el espesor de la muestra, el
número de idas y vueltas, y la distancia de primero para durar
volver eco necesidad medido no ser la mismo.
4. Calcular el valor de la velocidad desconocida de la siguiente
manera:
FIG. 1 pulso inicial y 7 Volver Ecos
posición del borde delantero de la primero echo hacia atrás ha sido
fijo. Esto da tiempo más preciso o medición de distancia mentos.
A continuación se determina la posición del borde de ataque de la
última vuelta del eco. La señal ha recorrido una distancia doble del
espesor de la muestra entre cada eco de vuelta. La señal que
atraviesa la muestra y que regresan se llama un ida y vuelta. En la
Fig. 1 la señal ha hecho seis viajes redondos entre Echo 1 y Echo
7. Cuente el número de viajes de ida y vuelta desde primero eco
utilizado para el último eco medidos en ambas muestras. Este
número será ser uno menos que el número de ecos utilizados.
Tenga en cuenta que el espesor de la muestra, número de redondo
viajes, y distancia de frente a último volver eco medido no tiene
por qué ser el mismo.
6.1.4 Calcular el valor de la velocidad desconocida de la
siguiente manera:
1
vs5 ~LAtnstsvt!/~LAsnt tt! (2)
dónde:
LAt= Distancia desde primero al enésimo regreso eco en la
conocida materiales, m (pulg.), medida a lo largo de
la línea de base del A-scan monitor, ns= Número de idas y vueltas, desconocida material, ts= Espesor del material desconocido, m (in.),
vt= Velocidad de la onda transversal en conocida material,
Sra (in. / s), LAs = Distancia desde el primero a la enésima vuelta eco en
la
material desconocido, m (pulg.), medida a lo largo de
la línea de base de la A-scan monitor, nt= Número de idas y vueltas, material conocido, y tt= Espesor, material conocido, m (in.). (Ver nota 3).
7. Informe
1. Los siguientes son los datos que deben incluirse en un
informe sobre la velocidad medidas: 1. Longitudinal Ola:
1. LAk = m (in.)
2. nl =
3. tl = m (in.)
4. vk = Sra (in. / s)
5. LAl = m (in.)
6. nk =
7. tk = m (in.)
8. vl(usando la Ec 1) = Sra (in. / s)
7.1.2 Transversal Ola:
7.1.2.3 t = m (in.) s
4. vt = Sra (in. / s)
5. LAs = m (in.)
6. nt =
7. tt = m (in.)
8. vs (usando la Ec 2) = Sra
(in. / s)
3. Horizontal linealidad
4. Prueba frecuencia
5. Acoplador
6. Buscar unidad:
1. Frecuencia
2. tamaño
3. Forma
4. Escribe
5. Serial número
7. Muestra geometría
8. Instrumento:
1. Nombre
2. Modelo número
3. Serial número
4. El control pertinente ajustes 8. Palabras clave
8.1 medida de la velocidad ultrasónica; pruebas no
destructivas; propiedades ultrasónicas de los materiales;
medidores de espesor por ultrasonidos; ultrasónico velocidad
APÉNDICES
(Información no obligatoria)
X1. FÓRMULAS
X1.1 Utilizando la técnica de esta práctica va a dar
resultados en algunos casos que son sólo cálculos aproximados.
La determinación de la velocidad longitudinal y transversal del
sonido en un material hace que sea posible calcular el
aproximadamente constantes elásticas, el coeficiente de
Poisson, módulos elásticos, la impedancia acústica, reflexión
coeficiente, y la transmisión coeficiente. En este apéndice, las
fórmulas para el cálculo de algunos de estos factores son los
siguientes (véase la nota X1.1):
X.1.1.1 Poisson de Ratio: 2 2
s 5 @1 2 2~vs/ vl! #/ 2@1 2 ~vs/ vl! #
dónde: s = Poisson de ratio, vs= Transversal ultrasónica velocidad, m / s (o in. / s), y vl= Logitudinal ultrasónica velocidad, m / s (o in. / s).
X1.1.2 Young Módulo de Elasticidad: 2 2 2 2 2
E 5 ~r vs ~3v l 2 4v s #!/~vl 2 v s !
dónde: r =densidad, kg / m3(o libras / pulg.3), vl= Longitudinal velocidad, m / s (o in. / s),
vs= Transversal velocidad, m / s (o in. / s), y
E=Young módulo de elasticidad, N / m 2(o libras / pulg.2)
(ver Notas X1.2 y X1.3). X1.1.3 Impedancia acústica (ver nota X1.3):
z5 r v l
dónde:
z= Impedancia acústica (kg / m2·s (o libras /
pulg.2·s)). X1.1.4 Módulo de corte (ver nota
X1.3): G5 r vs 2
X1.1.5 Módulo Granel (ver nota
X1.3): s
2 2 K 5 r @vl2 ~4/3!v #
X1.1.6 Reflexión Coeficiente para Energía
(R): R 5 ~Z 2 Z ! 2/~Z 1 Z ! 2
2 1 2 1
dónde:
1 Z= Impedancia acústica en el medio 1, y Z2= Impedancia acústica en el medio de 2.
X1.1.7 Transmisión Coeficiente para Energía
(T): 2
T 5 ~4Z 2Z1!/~Z2 1 Z1!
E 494
1. LAt = m (in.)
2. ns =
1
NOTE X1.1-Las constantes elásticas dinámicas pueden diferir de esos
determinada por mediciones de tracción estática. En el caso de los metales,
cerámicas y vidrios, la diferencias son del orden de 1%, y pueden estar
corregido por las fórmulas teóricas conocidas. Para los plásticos
diferencias mayo ser más grande, pero puede ser corregido por
correlación.
NOTE Factor de X1.2-conversión: 1 N / m2= 1,4504 3 10 -4libras /
pulg.2.
X2. IMPORTANTE TÉCNICAS DE MEDICIÓN ULTRASONIDOS Velocidad en MATERIALES
X2.1 Introducción
X2.1.1 Varias técnicas están disponibles para la medición
precisa de la velocidad ultrasónica en materiales. La mayoría de
estas técnicas requieren especializada o auxiliar equipo.
X2.1.2 instrumentos están comercialmente disponibles que
auto-
medir automáticamente la velocidad del sonido o intervalo de
tiempo, o ambos. Hay una creciente lista de fabricantes que hacen
los instrumentos ultrasónicos, incluyendo pulsador, receptor, y la
pantalla diseñada específicamente para la fabricación de estas
mediciones de forma automática o que se puede utilizar para estas
mediciones, aunque diseñado principalmente para otras
mediciones (por ejemplo, espesor medidores).
X2.1.3 Varios métodos se han introducido para resolver el
problema de la medición exacta de intervalo de tiempo o número
de ondas en la muestra. Sería más allá del alcance de este apéndice
para tratar de incluir todas estas técnicas. Sin embargo, se
considera de valor para los que utilizan esta practicar conocer
algunas de estas técnicas. Este apéndice será útil para los que
tienen más refinado equipos o equipos auxiliares disponibles y
para aquellos que deseen más precisa resultados.
X2.1.4 Este apéndice incluirá algunas técnicas que son
sólo es adecuado para la laboratorio. Es sólo bajo estrictamente
condiciones controladas, como se dispone en el laboratorio que la
mayor exactitud se puede lograr. Estas mediciones pueden ser
lentos y requieren muestras muy preparados cuidadosamente. Una
lista de referencias (1-28)4se proporciona para información más
detallada mación.
Características especiales X2.2 incorporado en el
aparato ultrasónico
X2.2.1 equipo ultrasónico está disponible que proporciona los
medios adecuados para la medición de la onda acústica
propagación con respecto a las hora.
Precisión X2.3 Osciloscopio
X2.3.1 Un osciloscopio de rayos catódicos precisión auxiliar
puede ser utilizado para observar el patrón de eco. Utilizando la
precisión calibrada de visualización horizontal del osciloscopio, el
tiempo de tránsito entre sucesiva múltiples vuelta reflexiones es
determinar minada. Calcula la velocidad como de la siguiente
manera:
Velocity ~Sra ~o in. / s5 !! @2 espesor ~mo en.#!/@Hora ~s#!
X2.4 Electrónico Hora Marcador
X2.4.1 Un accesorio es con frecuencia disponible que muestra
una o más marcas visuales, por lo general un paso, en la pantalla
de el
instrumento básico. Por lo general, se superpone sobre el
patrón de eco estándar. La marca se mueve mediante un
control calibrado. El control lee vez directamente en
microsegundos.
X2.4.2 La técnica consiste en alinear el paso en el monitor,
primero con el primero espalda reflexión, y, a continuación,
utilizando el segundo marcador, si está disponible, con la
segunda vuelta la reflexión. Residencia en lecturas de control
en ambos casos, se determina el tiempo transcurrido para una
ida y vuelta a través de la muestra. (Cálculo es el mismo que en
X2.3). X2.5 ultrasónico Interferómetro (Velocity Comparador)
X2.5.1 La medición de la velocidad ultrasónica se lleva a cabo
mediante la comparación de los tiempos de transmisión de un
pulso en una muestra y en la trayectoria de desplazamiento
comparación. Las velocidades de ultrasonidos en líquidos (por
ejemplo, agua) son bien conocidos y por consiguiente, la
velocidad en la muestra se puede determinar con una precisión de
aproximadamente 0,1 %.
X2.5.2 En la práctica, se hace el eco en la muestra para
coincidir con el eco de la trayectoria de desplazamiento
interferómetro que se obtiene mediante la alteración de este último
hasta el punto de interferencia. Las velocidades ultrasónicas de la
muestra y el líquido interferómetro están en la proporción de sus
longitudes y estas dos cantidades deben ser exactamente medible.
X2.5.3 Una sonda normal se fija a la intemperie tanque por
medio de un broche en un lado. La frecuencia de el sonda debe
ser igual a la que se requiere para la espécimen. los miembro de
atenuación debe ser insertado entre el interferómetro eter sonda y
el cable. Ello sirve a cambiar el altura de el interferómetro eco
independientemente de otras condiciones de prueba. X2.5.4 A
reflector sumerge en el tanque que contiene el líquido y es
retenida en un ajustable mecanismo asi que ese ello no poder
ser inclinado. Esta mecanismo poder ser movido a y fro
rápidamente por desconexión. los multa el ajuste se lleva a cabo
medio de un husillo. Una revolución completa del husillo
cambios el viajar camino por 1 mm. Uno escala división de el
huso perilla
representa 1/100 mm (0.0004 in.).
X2.5.5 El tanque debe ser lleno con el líquido en el que el
velocidad ultrasónica se conoce. En el caso de agua a 20 ° C,
velocidad = 1483.1 m / s. La temperatura coeficiente es Dv/Dt
= + 2,5 Sra · ° C. LA comprobar de el la temperatura en el
caso de
Por lo tanto, el agua es absolutamente necesario (ver Apéndice
X4).
X2.5.6 Las mezclas también se puede utilizar, por ejemplo,
alcohol agua (porcentaje en peso 18%), cuya temperatura cientes
ciente es cero en habitación la temperatura.
X2.5.7 Calcular la velocidad como de la siguiente manera:
VelocityX~Sra! 5
4Los números en negrita entre paréntesis se refieren a la lista de referencias
adjunta a
E 494
NOTE X1.3-Al utilizar libras por pulgada cúbica para la densidad y
pulgadas por segundo para velocidad, los resultados deben ser divididos
por g(aceleración de la gravedad) para obtener resultados en libras por
pulgada cuadrada de E, GO Ky también para obtener resultados para Zen
libras por pulgada cuadrada por segundo. Aceleración debida a la gravedad
(g) = 386,4 pulg. / S · s.
o
esta práctica. 4
VelocityX~in. / s!
5
Velocityagua ~in. / s! 3 EspesorX
~en.! Distanciaen agua
~en.! Pulso X2.6 Velocity A través de Concreto (ver Prueba
Procedimiento C 597)
X2.6.1 Frecuencia del generador de impulsos 10 a 50 kHz-
pulsos repetitivos en tasa no menor a 50 / s. X2.6.2 Presione las caras de las unidades de búsqueda contra
el caras
del hormigón después de establecer contacto a través de un
medio de acoplamiento. Mojar el hormigón con agua, aceite, u
otro viscoso materiales pueden ser utilizados para excluir el
aire atrapado de entre las superficies de contacto de los
diafragmas de la unidad de búsqueda y la superficie del
hormigón. Medir la longitud de la trayectoria directa más corta
entre los centros de los diafragmas y el momento del viaje en la
pantalla A-scan alineando el impulso marcador estroboscópica
frente al frente de onda recibida y leyendo el dial calibradas, o
contando el número de ciclos de la onda de temporización
entre el transmitidas y recibidas pulso.
Pulso X2.7 Echo Doble-Probe Procedimiento
X2.7.1 Este método utiliza una carcasa de una sola sonda
que contiene dos elementos: un una remitente, el otro una
receptor. X2.7.2 Desde medidas de velocidad ultrasónica son cipio
Pally mediciones de tiempo, basados en el espesor de una
muestra, y dado que muchos de los instrumentos de medición
de espesores medir el éxito de espesor con un alto grado de
precisión usando este método parece apropiado incluir este
método de medición de la velocidad en el práctica.
NOTE X2.1-Con el método de doble sonda el tiempo de tránsito de pulso-
eco es una función no lineal de espesor de la muestra, lo que puede
introducir errores significativos cuando se usa esa técnica para mediciones
de velocidad. La no linealidad se discute en la norma ASTM E 797. Los
errores en la medición de la velocidad pueden ser minimizados mediante el
uso de un bloque de calibración que tiene tanto la velocidad y el grosor
casi igual a la de la muestra para ser medido. Sistemas de único
transductor son generalmente más adecuado para la velocidad de precisión
mediciones.
X2.7.3 Todos los instrumentos de los que se recomienda el
método de doble sonda de medición de espesores, incluyendo
unidades de visualización A-scan, así como unidades de lectura
de medidores, se han calibrado con precisión escalas. El
problema de paralaje se retira de muchas de las unidades de
visualización A-scan ya que la escala está grabado en la cara
interior de la pantalla o es integral con la señal de salida.
Parallax no es un gran problema con las unidades de lectura de
contadores o lectura digital unidades. X2.7.4 La mayor espesor de medición de doble sonda
instrumentos
utilizar el primero eco para la medición de lectura. Por lo tanto
la prueba rangos son por lo general fijo y calibrado con
precisión. No hay necesario para producir varios ecos de
espalda para obtener un tránsito promedio hora. X2.7.5 Las muestras con superficies curvas presentes menos
medi-
problemas Suring como el primero echo hacia atrás es más
representativo de profundidad o tiempo que una tarde de
regreso eco, por decir lo quinto desde un tubo pared. En la
tubería de diámetro pequeño el error puede ser mayor que para
equivalente apartamento especímenes. X2.7.6 Procedimiento:
X2.7.6.1 Calibrar el instrumento y la sonda en un bloque de
paso de acero de conocida velocidad. Mediante el ajuste de
retardo de barrido y variar los controles, garantizar que las
lecturas de espesor para dos o más espesores (alto y bajo) se
produzca en sus distancias adecuadas (Fig. X2.1). El
instrumento y la sonda son calibrados adecuadamente (1020 o
1095) de acero en 5900 m / s (2,32 3 10 5 in. / s).
X2.7.6.2 Mida el espesor de la parte con locity ve-
desconocido sin cambiar los controles de barrido o rango en el
instrumento. Compruebe el espesor real de la zona de prueba
con pinzas o una micrómetro. X2.7.6.3 Calcular la velocidad desconocida como de la siguiente manera:
FIG. Configuración X2.1 Instrumento Evite Errores debidos a Parallax
5
X2.8 Armónica Ola Método (Zero Método)
X2.8.1 Muro medición de espesor por medio de ultrasonidos,
ecosonda instrumentos se convertirá inexacta si sólo unos pocos
ecos pueden ser utilizados ya sea por una alta absorción, la
corrosión, o radiación desfavorable geometría. En esos casos, el
exactitud de los resultados se puede mejorar mediante la
sintonización del metro espesor de la pared a las ondas armónicas
de la frecuencia de eco (onda armónica método).
X2.8.2 Hasta ahora el método ha sido interferómetro usado
para la medición de precisión de la propagación del sonido. El
desarrollo adicional del método de la onda armónica puede
sustituir a la más bien complicado y requiere mucho tiempo
método en interferómetro todas aquellas casos dónde el último
exactitud de el último es no requerido. Bajo normal condiciones,
la medición exactitud de
0,5% o mejor se puede obtener con la llamada "Cero
método ".
X2.8.3 A modificación El método utiliza de ráfagas de radio de
Frecuencia (RF) irradiada desde un transductor en un largo
amortiguador barra y luego en la muestra, que es unas pocas
longitudes de onda de espesor. los amortiguador varilla es lo
suficientemente largo para contener la totalidad de las ráfagas de
RF, mientras que la explosión es lo suficientemente largo para
ocupar los tres viajes redondos en la muestra. Así, el estallido
interfiere consigo misma, ya que reverbera dentro de la muestra.
Un patrón característico de eco se produce cuando la distancia de
ida y vuelta en la muestra es igual a un número impar de medias
longitudes de onda; un número par da una diferente patrón. El
suplente dos patrones como el rf se cambia la frecuencia. Uno
parcelas fase frente a la frecuencia en unidades de ciclos frente
MHz. Un ciclo de fase se produce para cada repetición de uno de
los patrones característicos; entre los dos patrones existe 1/2ciclo
de fase. La pendiente de la fase de frente a la línea de frecuencia
es el tiempo de retardo ten microsegundos, y para una muestra de
espesor L, La velocidad es
v5 2L/t
En consecuencia, la velocidad se expresa por:
v 5 ~2L Fn!/@n 1 ~g/ 2p#!
X2.9.2 Se ha demostrado experimentalmente que el tamaño y la
forma efectos se reducen a eficazmente cero cada vez que hay al
menos 100 longitudes de onda del sonido en el espesor de la
muestra. Las frecuencias altas (10 a 20 MHz) se utilizan
generalmente para minimizar este efecto.
X2.9.3 La principal ventaja de la fase de comparación
X2.10 Superposición de impulsos Procedimiento
X2.10.1 Este método utiliza un pulso de radiofrecuencia
aplicada al transductor en los intervalos aproximadamente iguales
a la ida y vuelta en el tiempo de retardo de las ondas que viajan en
la muestra. Con el fin de observar los ecos superpuestos justo
después del último impulso aplicada, unos pulsos aplicados se
omiten periódicamente. Cuando el ecos se ponen en fase de ajuste
de la separación de tiempo Tentre las señales, un máximo en la
amplitud del pulso resultante se produce. En esta condición, la
siguiente ecuación es satisfecho:
5
Desde Tes aproximadamente un múltiplo del tiempo de retardo
de ida y vuelta d,el impulso aplicado se produce una vez por cada
viaje redondo retardo para p= 1. Generalmente, una serie de
mediciones de Ta diferente frecuencias entre F, La frecuencia de
resonancia del transductor, y 0.9 Frse hacen para obtener el
diferencia en TEntre Fry otra frecuencia F. El valor negativo de
DTque es más pequeño en magnitud corresponde a n= 0; a
excepción de las muestras de muy baja impedancia mecánica, el
tiempo de retardo viene dada por d=T+(g/ 2pF). La velocidad en
la muestra es V= 2 L/d,dónde Les la muestra largo.
X2.10.2 La ventaja de este método en particular es que el
acoplamiento al transductor se toma en cuenta para que este
método es muy adecuado para las mediciones dirigidas a las
variaciones de presión y temperatura. Con este método, el efecto
de acoplamiento entre el transductor y la muestra se puede hacer
insignificantemente pequeña. Por lo que se refiere a la exactitud de
este método, es dentro de unas pocas partes en 10 en condiciones
ideales, mientras que la de la comparación de fase en X2.9 está
dentro de una parte en 10 4.En esto método, sin embargo, es
posible enviar una señal fuerte en el espécimen, de modo que la
medición de la velocidad se puede hacer incluso si la atenuación
es alto.
X2.10.3 Se espera que la limitación de ambas técnicas a
dependerá de varios factores además de porosidad, tales como
tamaño de grano y límite de grano condiciones.
X2.11 Fase Velocity por Pulso-Eco-Superposición
Procedimiento
X2.11.1 En este método, los pares de ecos se comparan por
conducir el eje x de un osciloscopio de la visión a una frecuencia
igual al recíproco del tiempo de recorrido entre los ecos. Al elegir
la superposición cíclico correcto para el rf dentro de los ecos por la
DTmétodo explicado en X2.10, medición precisa de la velocidad
de fase de ultrasonidos se puede hacer. Cuando correcciones sobre
el avance de fase debido a ultrasonidos difracción
E 494
con mucha precisión y sin el error introducido de acoplamiento, ya
que el acoplamiento transductor efecto pueden ser evaluados. Esta
método también hace que sea posible medir la velocidad en una
muy pequeña muestra de dimensiones lineales tan pequeñas como
2 mm (0,08 pulg.).
6
X2.9 Comparación Fase Procedimiento
X2.9.1 Este método consiste en la superposición de los ecos de
dos pulsos que han hecho diferente número de idas y vueltas. Si
los ecos se hacen exactamente en fase por un ajuste crítico de
frecuencia, la expresión para ángulos de fase se puede escribir
como
se mejora la precisión del tiempo promedio de viaje de ida y
vuelta. El retraso es de una precisión de 0,2 ns o mejor, que
puede ser tan Por sólo 5 partes en 10 6en algunos casos. Para
materiales dispersivos, el retardo de grupo se puede obtener
mediante la superposición de la rectificado y detectado sobres
de Gauss (curva de la campana) en forma de rf ráfagas, que
tienen anchos de banda estrechos. Por lo tanto, la velocidad de
grupo se puede medir. En materiales no dispersivas (la mayoría
de los sólidos), pulsos digitales de banda ancha se pueden
utilizar en lugar de rf explosiones.
X2.12 de Sonic Resonancia
X2.12.1 El método de resonancia dinámico, o el método de
sonic, se ha desarrollado hasta el punto de que esta técnica se
puede considerar un método estándar de obtención de
velocidad sónica y las constantes elásticas de los sólidos. los
flexural, transversal, y frecuencias de resonancia de torsión de
un cuerpo sólido se determinan. A partir de estos valores, las
velocidades pueden ser computado. X2.12.2 La ventaja de este método es su conveniencia
y la simplicidad de la medición sin perder un alto la licenciatura
de exactitud. Es posible mediante este método para determinar
la módulos elásticos de agregado muy porosa compuestos. X2.12.3 La desventaja de este método sólo se plantea de
la limitación en el tamaño de la muestra a examinar. Cuando la
longitud más corta que se convierte en 3 pulg. (76 mm), la
frecuencia de resonancia fundamental torsional de un material
de alta módulos elásticos excede 40 kHz, por lo que se
requieren equipo especial y técnicas experimentales para
obtener resultados precisos. Por otra parte, las tres dimensiones
(longitud, anchura, y espesor) están implicados críticamente
en el cálculo de los módulos elásticos de la resonancia
frecuencia. Desde una práctica Punto de punto de vista, es
bastante difícil para la fabricación de pequeños especímenes
con una sección transversal uniforme dimensión. X2.12.4 Otro problema a considerar es la forma
factor de corrección en la ecuación que relaciona a la elástico
módulos a la resonancia frecuencia. Se ha recomendado ese
para especímenes rectangulares, la relación de longitud a ya
sea cruzar- dimensión de la sección no debe ser inferior a tres
a uno. Cuando se requieren valores exactos dentro de 0,1%, la
proporción es preferencia hábilmente no menos de seis a uno.
Por lo tanto, se convierte difícil a determinar los módulos de
elasticidad de los especímenes en masiva estructura. X2.12.5 La técnica de resonancia sónica se ha utilizado durante
mediciones de hasta 3.000 ° C.
X2.13 momentáneo Contacto Presión Acoplamiento
Técnica
X2.13.1 mediciones de longitudinal y ShearWave locity ve-
entre temperatura ambiente y después de 2000 ° C han sido
realizadas por la técnica desarrollada por Carnevale y
Lynnworth (1).4En esta técnica, las mediciones se realizan por
momentáneamente la presión de acoplamiento 1 MHz pulsos
longitudinales y de ondas de corte a través de una muestra y
medir el tiempo de tránsito (y amplitudes también, si la
atenuación se va a determinar). La medición de la velocidad
longitudinal y de ondas de corte tiene una precisión de
alrededor del 1%. La muestra de ensayo es un cilindro al
menos de cinco longitudes de onda de diámetro por varios
centímetros de largo. Dimensión requisitos profe- son
fácilmente satisfechas. En consecuencia, muestra de
preparación determinaciones de racionamiento y módulos son
relativamente simples. El método de contacto momentáneo es
también aplicable a la medición del espesor de la tubería,
"pipe" línea central defectos en palanquillas, interna la
temperatura y otro características de materiales a
E 494
X2.14 Mellado-Bar y cables por escaleras Técnicas
X2.14.1 Estas técnicas son aplicables a especímenes a granel
típicamente de 1 a 3 cm de diámetro por varios centímetros de
largo, o para delgados especímenes de menos de o igual a 3
mm de diámetro por varios centímetros de largo. Las muestras
se ensayaron típicamente desde temperatura ambiente a la
temperatura más alta de interés. X2.14.1.1 los masa espécimen es una extensión de la
amortiguador
varilla, pero de menor de diámetro. El cambio de diámetro crea
una primero eco. El extremo libre crea el segundo eco. Con
adecuado geometría, una onda longitudinal puede ser en parte
el modo convertida dentro de la muestra, produciendo ambos
ecos de las ondas longitudinales y de corte, de los cuales se
determinan tanto los módulos y la relación de Poisson. El
límite superior de temperatura normalmente es impuesta por la
conducción de calor en el amortiguador, o por la atenuación en
el amortiguador en las frecuencias de prueba empleados
normalmente, aproximadamente 1 a 10 MHz. El X2.14.1.2 esbelto muestra puede ser una extensión de el
cable de entrada amortiguador, pero más a menudo se utiliza un
dado amortiguador (para ejemplo, alambre de tungsteno, de 1
mm de diámetro por 1 m de largo) con una variedad de
diferente especímenes. Esta técnica es especialmente
conveniente para fibras de diámetro mucho menor que 1 mm, y
también para los bigotes de este de diámetro, y longitudes de
menos de 1 cm. El uso de un transductor magnetostrictivo
Joule-Wiedemann, pulsos sionales y de torsión extensiones de
aproximadamente 0,1 MHz frecuencia central se ponen en
marcha de forma simultánea y se propagan nondis- persively y
sin conversión modo por la amortiguador. Pero debido a su
velocidad diferencia, estos modos son claramente separados
por el momento en que alcanzan la muestra. Por lo tanto se
puede arreglar fácilmente para determinar ambas velocidades y
por lo tanto Young y módulos de corte y el coeficiente de
Poisson. A alta temperatura tura, la esbelta amortiguador
produce sólo una pequeña pérdida de calor. El espécimen
mismo sigue rápidamente la temperatura del horno. En algunos
casos, la auto-calentamiento eléctrico de la muestra se ha
utilizado para determinar la velocidad del sonido en
condiciones cíclicas, y en el punto de fusión refractaria
alambres.
X2.15 continua Ola (CW) Fase-Sensible
Técnicas
X2.15.1 Un sistema para la medición de fase en un
espécimen sobre una base cw consiste en un lock-in
amplificador, un transductor de entrada, y un transductor de
salida dispuesto para la transmisión a través de la muestra. los
amplificador contiene una fuente de frecuencia para cw el
entrada transductor. Como se varía la frecuencia, la fase de la
metro fase-cerradura amplificador registra cero (null) para
cada fase de 180 ° cambiar. Por lo tanto todos los demás de
cruce por cero es un ciclo de fase F . Una parcela es de fase en
función de la frecuencia en ciclos megahertz. La pendiente de
esta curva es el retardo de grupo tgen microsegundos a partir
del cual la velocidad de grupo se encuentra por la fórmula:
vg5 L/tg
X2.15.2 A materiales de estudio con este sistema, lo ideal
espécimen es o bien una placa ilimitada probado a través de su
espesor, o un alambre fino (diámetro de d) Ensayado a lo largo
de su longitud. en el primero caso, la pared lateral efectos son
inexistentes. En el segundo caso, la pared lateral efectos dar
lugar a la primero modo longitudinal solamente, y es no
dispersivo, siempre y cuando l es mucho mayor de d.Con especímenes de la unidad relación de aspecto más cerca (por un cubo, este
alta temperatura, típicamente 1000 ° C.
relación es exactamente la unidad), la multiplicidad de modos en el estructura
7
puede oscurecer los parámetros del material. entonces el
medición se convierte meramente cualitativa. Comparada
mediciones en ejemplares de forma y tamaño idénticos
podrían hacerse, sin embargo.
X2.15.3 El método es muy útil en las muestras altamente
atenuantes en los que no se pueden observar ecos, es decir,
para que una pérdida material de 20 dB o más en una sola
pasada a través de la muestra. A continuación, la fase es
monotónica en frecuencia, oferta lecturas sin ambigüedades.
Tanto dispersivo y no dispersivo materiales pueden ser
probados. Materiales no dispersivo no muestran variación de
tgcon la frecuencia (es decir, F es una línea recta frente a la
frecuencia), y luego la velocidad de grupo es igual a la fase de
velocidad. X2.16 Método alternativo para la medición Velocidades
de Materiales
X2.16.1 Un método alternativo al que se utiliza en este
recomendó práctica, pero en cual provisiones tener estado
hecho a (1) Eliminar errores debidos a Parallax, (2) Minimizar los errores debidos a
barrido imperfecta linealidad, y (3) Utilizar una velocidad de
modo en el bloque de calibración como la velocidad conocida
para todas las mediciones, se incluye como una técnica útil
para medir la velocidad ultrasónica en materiales.
X2.16.2 Velocity es la distancia recorrida por unidad de
tiempo; Por lo tanto, el tiempo (que se muestra en la pantalla
del instrumento ultrasónico pulso de eco como el
desplazamiento horizontal) es igual a la distancia dividida por
velocidad. Calibración de tiempo con múltiples reflexiones de
una pieza de Tmaterial grueso (distancia o longitud de
ultrasonidos, L) De la velocidad longitudinal conocida (Vl)da la
distancia dividida por velocidad:
Lu/Vl5 hora
Configuración de un tiempo igual en otro material cuya
tespesor se puede medir, se puede caer la referencia al tiempo.
Esto nos permite medir la velocidad por la relación de la
distancia a la velocidad:
Lu/Vl 5 L m/VX o VX/Vl 5 L m/Lu.
Como se trata de relaciones, podemos afirmar velocidades
en centímetros por segundo y longitudes en pulgadas u otras
unidades, siempre y cuando mantengamos ambas velocidades
en las mismas unidades y dos longitudes en las mismas
unidades. La ecuación puede ser simplificado a:
VX5 VlLm/Lu
dónde:
VX= Velocidad en una muestra medido (longitudinal o cizalla
en función de la unidad de búsqueda se utiliza en la
medida muestra), Vl= Conocido velocidad longitudinal en la calibración
bloque
(una unidad de búsqueda onda longitudinal viga recta
es usado para calibrar hora), Lm= longitud medida de la ruta de acceso física a través de la medi-
muestra Sured, y
Lu= Longitud de ultrasonidos de la trayectoria de tiempo
igual a través de la calibración bloque. Refundido en el general condiciones de el cifra, el
velocidad es:
VX 5 V l @Nuevo Testamento/~Nuevo Testamento 1
leyendo#!
dónde:
t= Espesor de la medida muestra, N= Número de calibración de regreso reflexiones antes de n
espalda reflexiones, y
T= Espesor de la lectura de bloque de calibración en unidades
de distancia calibrados directos desde el NTH
indicación al nº indicación.
Esta medición puede llevarse a cabo en los siguientes pasos: X2.16.2.1 espesor Medida Tde la muestra de calibrado y
espesor tde la muestra a ser medida usando un micrómetro o
pinza con capacidad de leer con precisión 60.0025 mm
(0,0001 in.). X2.16.2.2 Frote un lápiz en el multa escala (por ejemplo, 1
mm
o 1/32-in. divisiones) a escala grabado (como la escala de
acero en un conjunto escuadra combinada). Levantar la
calibración de la escala con una tira de cinta transparente.
Adjuntar a la pantalla del instrumento como se muestra en la
Fig. X2.1. Adjunte una segunda cinta de la escala a la pantalla
cubrir. (Superposición de las dos escalas Elimina los errores
en la lectura causados por la desalineación de la escala de
indicación y su ojo.) X2.16.2.3 Adjunte una unidad de búsqueda de haz directo al
instrumento
ción. El modo de onda unidad de búsqueda determina lo que se
medirá la velocidad. Por ejemplo, una gcuarzo corte, cuyo
movimiento es importante cambio de cara paralela a la
superficie de contacto, producirá una onda de corte viga recta.
Pareja de la unidad de búsqueda de la muestra a medir con
aceite o glicerina (el líquido más viscoso, isopolybutene,
proporciona un mejor acoplamiento para la medición de ondas
de corte). Ajuste los controles de instrumentos para
proporcionar el mayor número de clara vuelta reflexiones con
el rechazo (portapapeles , control de ping umbral) ajusta para
proporcionar tudes máximas amplitudes. Las mediciones no se
debe intentar con menos de dos de vuelta reflexiones y rara vez
es necesario el uso de más de diez espalda reflexiones. Cinco
de vuelta reflexiones proporcionar una buena precisión para la
medición de la velocidad. Marque la línea de barrido en el
borde izquierdo de la nº indicación con un lápiz graso (5t) Para
indicación oscura si el barrido se ajusta como se muestra en la
pantalla superior de la figura. X2.2. X2.16.2.4 Lea el número (N) De la espalda reflexiones
Entre
el impulso inicial y la marca de lápiz graso. Retrasar la Nª
vuelta reflexión posicionar su borde izquierdo en el primero
marca toda pulgadas en la escala. Control de barrido ajustar el
N+ 1 vuelta reflexión a posicionar su borde izquierdo a una
distancia igual al espesor (T) De la muestra desde el calibrado
Nespalda la reflexión. (Delay y barrido debe reajustarse dos o
tres veces para alcanzar Nposición en el primero incluso
pulgadas marca en la escala y Tespaciamiento de la escala
entre Ny N+ 1 reflexiones espalda.) Marcar amplitudes de Ny
N+ 1 en la pantalla con un lápiz graso y conectar los dos puntos
con una recta la línea. X2.16.2.5 Pareja la unidad de búsqueda a la muestra para
ser
medido. Ajuste de sensibilidad (ganancia) para ajustar la
amplitud de la espalda reflexión nen el Na N+ 1 línea de
amplitud. Leer distancia del primero incluso pulgadas marca
hasta el punto de la línea de barrido a la izquierda borde de la
espalda reflexión n; este es el leyendo.
A través X2.17 Transmisión-Pulse Echo
El X2.17.1 a través de la transmisión técnica es adecuada
para el uso en situaciones que implican superficies de las
muestras que no son idealmente apartamento y materiales
paralelas y también que sean altamente
E 494
n= Número de muestra medida espalda reflexiones, atenuante. Esta técnica, que utiliza más de uno
8
transductor, no requiere volver reflexiones en un tiempo lineal eje.
X2.17.2 En el método a través de la transmisión, si uno poder
recibir el pulso desde el transductor de transmisión, y luego una
medición de la velocidad es posible siempre que el espesor puede
ser determinada.
X2.17.3 Mediante la adición de un osciloscopio, se puede medir
Más
lectura de la hora exacta. El método aquí es para ver los impulsos
de salida en el ampliado f r- componente del pulso que puede ser
utilizado como un punto de referencia para localizar el pulso en el
eje de tiempo que ha sido calibrado apropiadamente por una
estándar.
X2.18 Velocimetría Métodos Independientes de Espesor
X2.18.1 mayoría de los métodos velocimetría ultrasónica se
basan en una ecuación de la formulario:
V5 X/t
dónde: V= velocidad,
X= Longitud de la trayectoria de ultrasonidos (es decir, x =
espesor, para a través de la transmisión, o x = dos veces
el espesor, para el pulso-eco), y t= Tránsito hora.
En contraste con estos métodos, hay varios otros métodos para
medir Vsin necesidad de conocimientos de X. Por lo tanto, pueden
ser apropiados cuando no es conveniente para determinar X; por
ejemplo, cuando solamente una superficie es accesibles.
X2.18.2 Reflectividad ángulo crítico-Este Método es basado
de Snell de ley. Se trata de la medición de uno de varios críticos
ángulos, dependiendo de qué tipo de onda (longitudinal, cizalla,
X2.18.3.2 La práctica dificultad tallos de tratar de la medida
tqdirectamente. De tal interés académico, se podría determinar
tqmidiendo el tiempo de la modulación de un haz de láser por los
ecos, donde el láser en efecto supervisa al menos una superficie
de la muestra. Esto, por supuesto, se limitará a las cuñas o
especímenes, o ambos, que eran ópticamente transparente, y sería
una medición relativamente complicado en cualquier evento.
X2.18.3.3 En principio, también se puede determinar V2En
términos del tiempo de tránsito tpmedido en incidencia normal, y
la distancia 2Wlo largo de la superficie de la muestra entre un par
de simétricos "pitch-and-captura" transductores de cuña, cuando la
distancia entre estos transductores se ajusta para la maxi- mamá
eco amplitud. Se puede demostrar ese
Ahora, Si las cuñas son tales que u1b= 45 °, esta simplifica a
2
Para específico velocidad de cuña V1,y mediciones de Wy
tp,el desconocido V2se puede estimar por un iterativo cálculo o
por interpolación a partir de los datos gráficos o tabulares
como se muestra en la Mesa X2.1. La precisión de este método
en general no es tan bueno como métodos metría veloci- más
convencionales. Se ve que depender de los valores relativos de
V1y V2,así como en el ángulo de incidencia. Los errores se
derivan de parte de la incertidumbre en la determinación W.
X2.18.4 Coeficiente de reflexión-En este método, V2es de-
Rived en términos de la presión acústica reflexión coeficiente
R(5). Uno puede medir Ren incidencia normal, en el
interfaz
FIG. Configuración X2.2 Instrumento de Leyendo
E 494
Rayleigh, etc.) es de interés. Denotando la velocidad de interés
como V2,La ley de Snell da V2en términos de la velocidad V1y el
ángulo inicial medida de la incidencia u1c en un medio adyacente
(normalmente agua) como de la siguiente manera:
V25 V1/pecado u1c
Este método ha sido descrito con mayor detalle por Rollins
(2) y por Becker (3).
X2.18.3 Diferencial Ruta o Diferencial Ángulo:
X2.18.3.1 Este método, de uso limitado (4), También se basa en
Snell de ley, y puede ser considerado cuando no es conveniente
para medir Xo u1c.Se puede entender mediante la aplicación de
Snell derecho dos veces, para dos diferente ángulos de incidencia.
Deja el ángulos de incidencia se denotarán u1lay u1b.Considere
los dos rayos refractados de modo similar en Medio 2, que
viajarán a lo largo de diferente caminos en ángulos refractadas
u2lay u2b.Ellos van a ser reflejada después de viajar en un medio 2
para intervalos tpy tq,respectivamente (tpy tqson el tiempo de
tránsito sólo ida). De nuevo denotando la velocidad en Medio 1
como V1,si nosotros definir LA| Cc pecado u1la/V1y B| Cc pecado
u1b/V1,puede demostrarse que, por isotrópica medios de
comunicación,
9
entre una primero medio (líquido o sólido) de ca- conocida
impedancia carac- Z1y el segundo medio. Es decir, uno
medidas R=-Eacoplado/Egratis,donde el E's son las amplitudes de
eco observados cuando se acoplan los dos medios y luego
desacoplado, respectivamente, para una onda en un medio que
incide sobre 1 Medio 2. Siempre que la densidad r 2en Medio
se sabe o 2 medible, la velocidad V2se puede determinar como
de la siguiente manera:
V2 5 ~Z1/r2! ~1 1 R!/~12 R!
X2.18.5 Velocity Ratios- En algunos casos, puede ser útil
para determinar la relación de dos velocidades de más de un
camino común (6). Esto a veces es más fácil que hacer que
para determinar acaba de
VT tL
VL5 tT
s 5 12 2~VT/VL!
El coeficiente de Poisson X2.18.5.1 s puede escribirse en
términos de estas relaciones como de la siguiente manera:
2
22 2~VT/VL! 2
X2.18.5.2 Por el contrario, la relación de velocidad puede
expresarse en términos de s como de la siguiente manera:
VT
V L 5 Œ 12 2s
2~12 s !
X2.18.5.3 En el caso de especímenes tales como alambres
redondos o varillas delgadas cuyo diámetro es pequeño en
comparación con las longitudes de onda, de tal manera que, en
lugar de la propagación de las longitudinal olas,
E ondas extensionales se propagan a una velocidad de
V = = E/r ,
dónde E=Young módulo y r =densidad, y torsional
T
ondas se propagan en V== G / r , dónde G= Esfuerzo cortante
módulo, la relación de velocidad varilla delgada es la
siguiente (8):
MESA X2.1 Calculado Valores de W / tppara ángulo de incidencia
de 45 ° W/tp, Sra
V2, Sra V1 = 5000 7500 10 000
2500 Sra Sra Sra Sra
0 0 0 0 0
1000 0,295 0,143 0.0947 0.0709 2000 1.37 0.59 0,384 0,286
3000 4.81 0,764 0,885 0,651
4000 ... 2.74 1.63 1.18
5000 ... 5.00 2.67 1.89
6000 ... 9.62 4.12 2.81
7000 ... 49.00 6.15 3.99
8000 ... ... 9.19 5.49
9000 ... ... 14.43 7.43
10 000 ... ... 28.3 10.00
E 494
uno velocidad, cuando la longitud del camino Xes sabido (7).
La relación de velocidad de las ondas longitudinales y de corte
es simplemente el recíproco de la relación de tiempo de
tránsito correspondiente como de la siguiente manera:
10
X3.1 Los valores indicados en este anexo han sido
recopilada de varias fuentes. Los valores no deben tomarse
como valores exactos debido a la efectos de las variaciones en
composición
y procesamiento, así como las condiciones de prueba. Son, en
general, suficientemente preciso para más práctica
aplicaciones.
MESA X3.1 acústica Velocity en Ingeniería Materiales
Material Densidad kg /
m3
Longitudinal Velocity Shear Velocity
Aluminio
2700
(Sra)
6300
3103(in. / s)
250
(Sra)
3130
3103(in. / s)
124 Berilio 1 850 12 400 488 8650 340
Bismuto 9800 2180 85 1100 43
Latón 8100 4370 173 2100 83
Bronce 8860 3530 139 2230 88
Cadmio 8600 2780 109 1500 59
Columbio 8580 4950 194 2180 85
Cobre 8900 4700 185 2260 88
Oro 19 300 3240 127 1200 47
El hafnio 11 300 3860 152 2180 82
Inconel 8250 5720 225 3020 119
Hierro, electrolítico 7900 5960 235 3220 128
Hierro, elenco 7200 3500 a 5600 138 a 222 2200 a 3200 87 a 131
Dirigir 11 400 2160 85 700 27
Dirigir antimonio 10 900 2160 85 810 32
Magnesio 1740 5740 227 3080 122
Monel 8830 6020 237 2720 107
Níquel 8800 5630 222 2960 118
Plástico (acrílico resina) 1180 2670 105 1120 44
Platinum 21 450 3960 155 1670 sesenta y cinco
Fusionado cuarzo 2200 5930 233 3750 148
Plata 10 500 3600 141 1590 62
Plata níquel 8750 4620 182 2320 91
Acero inoxidable (347) 7910 5790 226 3100 122
Acero inoxidable (410) 7670 5900 232 3300 130
Acero 7700 5900 232 3230 127
Estaño 7300 3320 130 1670 sesenta y cinco
Titanio 4540 6240 245 3215 126
Tungsteno 19 100 5460 214 2620 103
Uranio 18 700 3370 133 1930 76
Zinc 7100 4170 164 2410 94
Circonio 6490 4310 169 1960 77
MESA X3.2 densidades y por ultrasonidos Velocidades Algunos de cerámica
Materiales
Material Condición Densid
ad
(kg/m3)
%
Theo-
teóri-
Longitudinal Velocity Transversal Velocity
(Sra) Frecuencia
(Sra) Frecuencia
(MHz) (MHz)
Alfa de silicio carburo Sinterizado 3190 99+ 12 180 20 7680 20
3100 11 182 7510
3000
2900 90 11 020 6950
Aluminio óxido Sinterizado 3660 92 9850 50 5900 20 Extruido y sinterizado 3700 10 200LA 5890LA
3700 9970B 5930B,C
3700 9970B 5910B,D
Circonio óxido Sinterizado 5700 98 7040 30 3720 10
Térmicamente anciano 5680 7050 3760
El nitruro de silicio HIP 3200 99+ 10 800 50 6010 20
Silicio reforzado nitruro 30 vol% SIC bigotes 3200 99+ 10 800 50 6250 20 Silicio reforzado nitruro 25 vol% SIC fibras 2490 77 7600E 5 4700E,F
4300E,G
5
YBa2Cu3O7-x(superconductor) Fase única sin textura 5940 93 5120 20 3040 5
LAPropagación paralelo a la extrusión eje. BPropagación perpendicular a la extrusión eje. CLa polarización paralela a la extrusión eje. DLa polarización perpendicular a la extrusión
eje. EPropagación perpendicular a la fibra eje. FLa polarización paralela a la fibra eje. GLa polarización perpendicular a la fibra eje.
E 494
X3. Velocidad acústica EN INGENIERÍA MATERIALES
12
REFERENCIA
S
(1) Carnevale, E. H., Lynnworth, L. C., y Larson, G. S., "Ultrasónica
Medición de módulos elásticos a elevada Las temperaturas, Usando
Momentáneo Contacto " Revista de la Sociedad Americana de
Acústica,Vol 36, No. 9, septiembre de 1964, pp. 1.678 a 1684.
(2) Rollins, F. R., Jr., "Crítico reflectividad-A ultrasónico descuidado
Herramienta para la evaluación de materiales " Evaluación de
Materiales,Vol 24, 1966, p. 683; Revista Internacional de
Nondestructive Exámenes,Vol 1, No. 2, julio de 1969, pp. 127-145.
(3) Becker, F. L., y Richardson, RL, "ángulo crítico ultrasónico La
reflectividad, " Técnicas de Investigación en no destructiva
Exámenes,Aca- demia Press, Nueva York, NY 1.970, pp. 91 a 131.
(4) Lynnworth, L. C., et al, Último Informe, NAS3-26931, Junio 1972.
(5) Lynnworth, L. C., et al. "Las medidas de atenuación Uso del Pulso-
Eco AB Método, Sin Múltiples reverberaciones Echo en Specimen, "
Evaluación de Materiales,Vol 31, No. 1, enero de 1973, pp. 6.16.
(6) Mason, W. P., Cristales piezoeléctricos y su aplicación a los Sonics
ultra-,camioneta Nostrand, Inc., Princeton, NJ 1950, pp 390-437.
(7) Lynnworth, L. C., y Carnevale, E. H., Actas de la quinta Conferencia
Internacional de Nondestructive Exámenes,Montreal, mayo 1967, pp.
300-307.
(8) Tzannes, N. S., IEEE Transactions on Sonics y Ultrasonidos, SU-
13,Vol 2, julio de 1966, pp. 33-41.
(9) Bell, J. F. W., "La propagación del sonido en Metales en Alta
Temperaturas " British Journal of no destructiva Exámenes,Setiembre
1968.
(10) Chick, B., "Ultrasónica Unidad Atenuación y su uso en la medición
de atenuación en álcali Haluros" Revista de la Sociedad Acústica de
América,Vol 32, No. 2, febrero de 1960, pp. 186-193.
(11) Frederick, J. R., Revista de la Sociedad Americana de Acústica,Vol
20, 1948, pp. 586 (A).
(12) Levitt, A. P., y Martin, A. G., No destructiva Exámenes,Vol 18, 1960,
pp. 333-336.
(13) Lynnworth, L. C., Papadakis, E. P., y Fowler, K. A., Revista
Internacional de Nondestructive Exámenes (1972), Actas 1971 ARPA
/ AMMRC Symposium, June 1,971.
(14) Mayo, J. E., Jr., "La medición precisa de Retraso de tiempo,"
Convención Nacional IRE Record,Vol 6, Parte 2, 1958, pp. 134-
142.
(15) McSkimin, HJ, "Pulse Método de Superposición para medir Ultra
sonic Ola Velocidades en Sólidos " Revista de la Sociedad Americana
de Acústica,Vol 33, No. 1, 1961, pp. 12-16.
(16) McSkimin, H. J., "La medición ultrasónica Técnicas Aplicable a Las
muestras sólidas pequeñas " Revista de la Sociedad Americana de
Acústica,Vol 22, 1950, pp. 413-421.
(17) Papadakis, E. P., "Ultrasonic Difracción Pérdida y cambio de fase en
Materiales anisotrópico, " Revista de la Sociedad Americana de
Acústica,Vol 40, 1966, pp. 863-867.
(18) Papadakis, E. P., "Elástico Ola Velocidades en Cube-texturado Cobre
Hoja " Transacciones de la Sociedad Metalúrgica de AIME,Vol 236,
1966, pp. 1609 a 1613.
(19) Papadakis, E. P., "Fase ultrasónico Velocity por el Pulse-ECHO-
Superposición Método Incorporación Difracción Las correcciones de
fase " Nal dismo de la Sociedad Acústica de América,Vol 42, 1967,
pp. Desde 1045 hasta 1051.
(20) Papadakis, E. P., "La atenuación ultrasónica en finas muestras Driven
Mediante Amortiguador Varillas " Revista de la Sociedad Acústica de
América,
X4. VARIACIÓN DE LA VELOCIDAD EN ACÚSTICO AGUA CON LA
TEMPERATURA
MESA X4.1 Variación del acústico Velocity en Agua con La
temperatura Temperatura, Temperatura, Velocidad Velocidad
° C (Sra) 3103(in. / s) ° C (Sra) 3103(in. / s)
15.0 1470.6 57.89 20.2 1483.6 58.40
15.2 1471.1 57.91 20.4 1484.1 58.42
15.4 1471.6 57.93 20.6 1484.6 58.44
15.6 1472.1 57.95 20.8 1485.1 58.46
15.8 1472.6 57.97 21.0 1485.6 58.48
16.0 1473.1 57.99 21.2 1486.1 58.50
16.2 1473.6 58.01 21.4 1486.6 58.52
16.4 1474.1 58.03 21.6 1487.1 58.54
16.6 1474.6 58.05 21.8 1487.6 58.56
16.8 1475.1 58.07 22.0 1488.1 58.58
17.0 1475.6 58.09 22.2 1488.6 58.60
17.2 1476.1 58.11 22.4 1489.1 58.62
17.4 1476.6 58.13 22.6 1489.6 58.64
17.6 1477.1 58.15 22.8 1490.1 58.66
17.8 1477.6 58.17 23.0 1490.6 58.68
18.0 1478.1 58.19 23.2 1491.1 58.70
18.2 1478.6 58.21 23.4 1491.6 58.72
18.4 1479.1 58.23 23.6 1492.1 58.74
18.6 1479.6 58.25 23.8 1492.6 58.76
18.8 1480.1 58.27 24.0 1493.1 58.78
19.0 1480.6 58.29 24.2 1493.6 58.80
19.2 1481.1 58.31 24.4 1494.1 58.82
19.4 1481.6 58.33 24.6 1494.6 58.84
19.6 1482.1 58.35 24.8 1495.1 58.86
19.8 1482.6 58.37 25.0 1495.6 58.88
20.0 1483.1 58.38
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12
Vol 44, 1968, pp. 724-734.
(21) Papadakis, E. P., "Efecto de Multi-Mode Guided-Wave Propagación
en Fase ultrasónico Velocity Medidas: Problema y Remedio " Revista
de la Sociedad Americana de Acústica,Vol 45, 1969, pp. 1547-1555.
(22) Papadakis, E. P., "Viajar Ola Reflexión Los métodos para Medición
Ultrasonidos y Atenuación Velocity en finas varillas y Olas,"
Journal of Applied Physics,Vol 42, (7), junio de 1971, pp. 2990
hasta 2.995.
(23) Papadakis, E. P., Lynnworth, L. C., Fowler, K. A. y Carnevale, E. H.,
"Ultrasonic Atenuación y Velocity en Hot especímenes por la
Momentáneo Método Contactar con acoplamiento de presión, y
algunos resultados sobre acero a 1200 grados " Revista de la Sociedad
Americana de Acústica, 1972.
(24) Spinner, S., y Tefft, W. E., "Método para determinar Mecánica
Las frecuencias de resonancia y para el cálculo de Módulo Elástico de
Estas frecuencias " Actas, ASTM, Vol 61, 1961, pp. 1221 a 1238.
(25) Bradfield, G., "Uso en la Industria de elasticidad Mediciones en
Metales Con la ayuda de la mecánica Vibraciones, " Papelería de Su
Majestad Oficina, Londres, Inglaterra, Notas sobre Ciencias
Aplicadas, No. 30, 1.964.
(26) McMaster, R. C., ed., No destructiva Exámenes Manual,Vol. II,
Ronald Press Co., Nueva York, Nueva York 1959.
(27) Papadakis, E. P., "La medición de pequeños cambios en Ultrasonidos
Velocity y la atenuación, " CRC Critical Reviews in Ciencias de
estado sólido,Vol 3, agosto de 1973, pp. 373-418.
(28) McSkimin, HJ, "Métodos de ultrasonidos para medir la cal
Propiedades de líquidos y sólidos mecánicamente" Física Acústica-
Principios y Métodos,Vol 1, Parte A, Capítulo 4, Academic Press,
Nueva York, Nueva York 1.964.
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