Bài 3 hệ thống kiểm tra siêu âm

•
•
•

Đầu dò
Cáp nối
Khối chuẩn

•

Tiếp âm…

THIẾT BỊ
KIỂM TRA SIÊU ÂM


Thiết bị kiểm tra siêu âm
• Đầu dò:
 Tạo
 Phát hiện
• sóng siêu âm


Các loại đầu dò
Tiếp xúc:
- tia thẳng, đơn,

kép, đường
trễ…
- tia xiên, đơn,
kép

- bàn chải quét
sơn-Paint brush
- Array probe…

Nhúng


Tia thẳng đơn


ĐẶC TRƯNG CẤU TẠO ĐẦU DO
- Biến tử-tinh thể được cắt với chiều dày bằng ½ λ để có năng lượng siêu âm phát
mạnh
- Lớp phù hợp trở kháng đặt giữa biến tử và bề mặt đầu dò có tác dụng tăng hiệu
suất truyền sóng âm vào vật liệu. Lớp này có giá trị âm trở nằm giữa vật liệu biến
tử và vật liệu kiểm tra (thép). Chiều dày của nó bằng 1/4 λ nhằm giữ sóng âm đi ra
có cùng pha với các sóng phản xạ trong lớp này
- Đầu dò tiếp xúc luôn có một tầm bảo
vệ biến tử và lớp phù hợp trở kháng.
-Vật liệu đệm sau có ảnh hưởng nhiều
đến khả năng dập dao động của biến tử.


ĐẶC TRƯNG ĐẦU DO
- Độ nhạy phát hiện bất liên tục tỷ lệ với tích hiệu suất phát và thu của đầu
dò
- Khả năng phân giải, khả năng phát hiện bất liên tục gần bề mặt hay các
bất liên tục gần nhau, tỷ lệ với mức độ dập dao động của đầu dò
- Độ rộng dải tần, các giá trị tần số nằm trên và dưới tần số trung tâm (ghi
trên đầu dò), liên quan trực tiếp đến mức độ dập và do đó đến độ phân giải

(thuận) và khả năng xuyên sâu (nghịch) của sóng âm
- Tần số trung tâm, giá trị được ghi trên đầu dò, liên quan đến độ nhạy, phân
giải (thuận) và khả năng xuyên sâu (nghịch) của sóng âm
- Đầu dò tuy có cấu trúc chắc chắn, nhưng nhạy cảm với các yếu tố gây hại
như, va chạm cơ học, nước, nhiệt độ, hóa chất,… Việc đánh rơi đầu dò có
thể gây ra rạn nứt các bộ phận,…thể hiện bởi xung ban đầu bị nở rộng
trên màn hình A-SCAN


Tia thẳng kép


Tia thẳng kép


Đường trễ


Đường trễ


Tia xiên – nêm rời


2

1

1

IP

IP

FWE

2

FWE

BWE

BWE
DE

Defect

0

2

4

6

8

Đầu dò nhúng

IMMERSION PROBES

10

0

2

4

6

8

10


Cáp nối
•
-

Làm nhiệm vụ
truyền dẫn năng
lượng từ máy
siêu âm đến đầu
dò

-

Truyền dẫn tín
hiệu từ đầu dò

về máy siêu âm.


Cáp nối
• Cấu tạo theo dạng
cáp đồng trục để bảo
vệ các tín hiệu (rất
yếu) do sóng siêu âm
tạo ra
• Các loại đầu nối phổ
biến:
- Lemo
- BNC
- Microdot
- Microdot (ngược)


Các loại đầu nối phổ biến


Adaptors

BF-BF BNC Female to BNC Female
BM-BM BNC Female to BNC Female
BM-UF BNC Male to UHF Female
L1F-BM Lemo 1 Female to BNC Male

L1M-BF Lemo 1 Male to BNC Female
LM-BF Lemo 00 Male to BNC Female
LF-BM Lemo 00 Female to BNC Male

MM-UMW Microdot Male to UHF Male,
waterproof
UM-BF UHF Male to BNC Female
LF-UM Lemo 00 Female to UHF Male
MM-UFW Microdot Male to UHF Female,
waterproof


TRUYỀN DẪN TÍN HIỆU

Bất kỳ một tín hiệu cao tần nào truyền qua cáp
cũng đều bị suy giảm và biến chất đi. Sự thay
đổi lớn này, biên độ, dạng xung, phụ thuộc vào
tốc độ truyền(tần số), khoảng cách truyền
(chiều dài cáp), và các đặc trưng cáp. Vì vậy
các nhà thiết kế hệ thống và các tiêu chuẩn
công nghiệp qui định rất chặt chẽ và chính xác
chỉ tiêu của cáp.


ĐẶC TRƯNG CÁP NỐI
Trở kháng (Ohm): tổng sự cản trở dòng điện truyền qua cáp. Với
tần số thấp, kích thước dây quyết định. Với tần số cao, phải tính cả
vật điện cách điện: loại và chiều dày. Sự phù hợp trở kháng giữa
cáp nối và hệ thống có ý nghĩa rất quan trọng, mà nếu không đảm
bảo sẽ tạo ra các phản xạ gây (tín hiệu) sai, lỗi.
Sự suy giảm (dB/m): sự mất mát tín hiệu khi lan truyền trong cáp,
khác biệt với tần số thấp và cao. Sự suy giảm càng thấp càng tốt. 
(Lớp) bảo vệ : tác dụng như hàng rào ngăn sự thâm nhập tín hiệu
bên ngoài xâm nhập vào trong, và ngăn sự thất thoát tín hiệu trong

ra ngoài. Rất khó đo và phụ thuộc mạnh vào tần số tín hiệu.
Điện dung (pf/m): khả năng tích điện của cáp, làm chậm và gây
nhiễu tín hiệu truyền, do vậy, điện dung càng thấp càng tốt khi
truyền tín hiệu tần số cao.


Máy siêu âm
•
-

Làm nhiệm vụ:
Cung cấp năng lượng
(xung điện) cho đầu dò
xử lý các tín hiệu từ đầu
dò về
Hiển thị chỉ thị và thông
tin về sự tồn tại, vị trí,
kích thước và loại bất liên
tục phát hiện được


Máy siêu âm
• Hỗ trợ các tiện ích nâng cao khác: tính toán, hiệu chỉnh tự
động, lưu trữ/truy xuất dữ liệu-hồ sơ, đồ hoạ, đối chứng….


Máy siêu âm
• Có một số loại trình
bày hiển thị chỉ thị
- A-Scan

- B-Scan
- C-Scan
- D,T,P,S….-Scan
- Hiện số,xung… (máy
đo chiều dày siêu
âm)…


A-Scan
Biên độ chỉ thị - độ lớn phản xạ

Vị trí chỉ thị trên trục ngang độ dài đường truyền âm


B-Scan

Hình ảnh mặt cắt ngang
đối tượng kiểm tra


Hình ảnh phẳng

Hệ thống C-Scan


Một số loại máy
 Xách tay
 “Chất lượng
cao”
 Hệ thống toàn

bộ
 Tự động
 Analog
 Digital
 Hình ảnh

Hình ảnh tạo
dựng lại từ
phản xạ của
sóng siêu âm
tại bề mặt
trước đồng xu

Hình ảnh tạo
dựng lại từ
phản xạ của
sóng siêu âm
tại bề mặt sau
đồng xu