مترجم: محمودکریمی شرودانی
منبع فارسی :راسخون
منبع فارسی :راسخون
کشف عیب با فاکتورهای متعدد دیگری غیر از رابطهی طول موج و اندازهی عیب، مربوط است. به طور مثال میزان صوت بازتاب شده از یک عیب به تفاوت مقاومت ظاهری صوتی بین عیب و مادهی اطرافش نیز بستگی دارد. به طور کلی یک حفره بازتاب کنندهی بهتری نسبت به یک ناخالصی فلزی است. زیرا تفاوت مقاومت صوتی بین هوا و فلز بیشتر از دو فلز است.
معمولاً مواد اطراف عیب دارای بازتابهای مشابهی هستند. دانه های ریز در فلزات و دانه های بتن دو مثال برای این مورد هستند. یک مقیاس خوب برای قابلیت آشکارسازی یک عیب نسبت سیگنال به نویز آن میباشد (S / N). نسبت سیگنال به نویز مقیاسی برای چگونگی مقایسهی سیگنالهای دریافتی از یک عیب با دیگر بازتابهای زمینه ای (که به عنوان نویز دسته بندی میشوند)، میباشد. معمولاً حداقل نسبت سیگنال به نویز سه به یک میباشد. سطح نویز مطلق و قدرت مطلق یک اکوی دریافتی از یک عیب کوچک به تعدادی از عوامل بستگی دارد از جمله:
1- اندازهی پروب و خواص کانونی
2- فرکانس پروب، پهنای باند و بازده
3- مسیر و مسافت بازرسی (آب و یا جامد)
4- سطح مشترک، انحنای سطح و زبری
5- محل عیب، با توجه به باریکهی موج برخوردکننده
6- میزان نویزهای ذاتی ریزساختارهای فلز
7- بازتاب پذیری ذاتی فلز که مقاومت ظاهری صوتی، اندازه، شکل و جهت گیری آن بستگی دارد.
8- ترکها وعیبهای حجمی میتوانند امواج فراصوتی را به صورت کاملاً متفاوتی بازتاب کنند. بسیاری از ترکها از یک سمت به اصطلاح نامرئی هستند و از سمت دیگر بازتاب کننده های قوی محسوب میشوند.
9- عیبهای چندین وجهی میتوانند صوت را پراکنده کنند و از رسیدن به مبدل بازدارند.
فرمول زیر بیان کنندهی برخی از متغیرهای مؤثر بر نسبت سیگنال به نویز (S / N) میباشد:
به جای اینکه وارد جزئیات این فرمول شویم. به چند رابطهی اساسی اشاره میکنیم. نسبت سیگنال به نویز (S / N) و در نتیجه قابلیت آشکارسازی یک عیب:
1- با افزیش اندازهی عیب (دامنهی پراکندگی) افزایش مییابد، قابلیت آشکارسازی یک عیب نسبت مستقیمی با اندازهی آن دارد.
2- با یک پرتوی همگراتر افزایش مییابد. به عبارت دیگر قابلیت آشکارسازی یک عیب نسبت معکوس با اندازهیباریکهی موج خارج شده از مبدل دارد.
3- با کاهش پهنای پالس افزایش مییابد. به عبارت دیگر قابلیت آشکارسازی یک عیب نسبت معکوس با طول زمانی پالس تولید شده توسط یک مبدل فراصوتی دارد. هر چه قدر پالس کوتاهتر باشد(معمولاً فرکانس بالاتر باشد) عیب بهتر کشف میشود. پالسهای کوتاهتر به معنای واکنش فرکانسی پهنای باند پهنترمیباشد، به شکل زیر که نشان دهندهی شکل موج یک مبدل و طیف فرکانسی نظیر آن است نگاه کنید.
4- در مواد با چگالی بالا و یا سرعت بالای امواج فراصوتی، کاهش مییابد. نسبت سیگنال به نویز (S / N) با چگالی مواد و سرعت صوت در آنها، نسبت معکوس دارد.
5- به طور کلی با فرکانس افزایش مییابد. اما در برخی مواد هم چون آلیاژهای تیتانیوم عبارتهایFOM و A_flaw موجود درمعادلهی بالا، تقریباً با آهنگ تغییر فرکانس، تغییر میکند. بنابراین در برخی از موارد نسبت سیگنال به نویز (S / N)میتواند تا حدی مستقل از فرکانس باشد.
معمولاً مواد اطراف عیب دارای بازتابهای مشابهی هستند. دانه های ریز در فلزات و دانه های بتن دو مثال برای این مورد هستند. یک مقیاس خوب برای قابلیت آشکارسازی یک عیب نسبت سیگنال به نویز آن میباشد (S / N). نسبت سیگنال به نویز مقیاسی برای چگونگی مقایسهی سیگنالهای دریافتی از یک عیب با دیگر بازتابهای زمینه ای (که به عنوان نویز دسته بندی میشوند)، میباشد. معمولاً حداقل نسبت سیگنال به نویز سه به یک میباشد. سطح نویز مطلق و قدرت مطلق یک اکوی دریافتی از یک عیب کوچک به تعدادی از عوامل بستگی دارد از جمله:
1- اندازهی پروب و خواص کانونی
2- فرکانس پروب، پهنای باند و بازده
3- مسیر و مسافت بازرسی (آب و یا جامد)
4- سطح مشترک، انحنای سطح و زبری
5- محل عیب، با توجه به باریکهی موج برخوردکننده
6- میزان نویزهای ذاتی ریزساختارهای فلز
7- بازتاب پذیری ذاتی فلز که مقاومت ظاهری صوتی، اندازه، شکل و جهت گیری آن بستگی دارد.
8- ترکها وعیبهای حجمی میتوانند امواج فراصوتی را به صورت کاملاً متفاوتی بازتاب کنند. بسیاری از ترکها از یک سمت به اصطلاح نامرئی هستند و از سمت دیگر بازتاب کننده های قوی محسوب میشوند.
9- عیبهای چندین وجهی میتوانند صوت را پراکنده کنند و از رسیدن به مبدل بازدارند.
فرمول زیر بیان کنندهی برخی از متغیرهای مؤثر بر نسبت سیگنال به نویز (S / N) میباشد:
به جای اینکه وارد جزئیات این فرمول شویم. به چند رابطهی اساسی اشاره میکنیم. نسبت سیگنال به نویز (S / N) و در نتیجه قابلیت آشکارسازی یک عیب:
1- با افزیش اندازهی عیب (دامنهی پراکندگی) افزایش مییابد، قابلیت آشکارسازی یک عیب نسبت مستقیمی با اندازهی آن دارد.
2- با یک پرتوی همگراتر افزایش مییابد. به عبارت دیگر قابلیت آشکارسازی یک عیب نسبت معکوس با اندازهیباریکهی موج خارج شده از مبدل دارد.
3- با کاهش پهنای پالس افزایش مییابد. به عبارت دیگر قابلیت آشکارسازی یک عیب نسبت معکوس با طول زمانی پالس تولید شده توسط یک مبدل فراصوتی دارد. هر چه قدر پالس کوتاهتر باشد(معمولاً فرکانس بالاتر باشد) عیب بهتر کشف میشود. پالسهای کوتاهتر به معنای واکنش فرکانسی پهنای باند پهنترمیباشد، به شکل زیر که نشان دهندهی شکل موج یک مبدل و طیف فرکانسی نظیر آن است نگاه کنید.
4- در مواد با چگالی بالا و یا سرعت بالای امواج فراصوتی، کاهش مییابد. نسبت سیگنال به نویز (S / N) با چگالی مواد و سرعت صوت در آنها، نسبت معکوس دارد.
5- به طور کلی با فرکانس افزایش مییابد. اما در برخی مواد هم چون آلیاژهای تیتانیوم عبارتهایFOM و A_flaw موجود درمعادلهی بالا، تقریباً با آهنگ تغییر فرکانس، تغییر میکند. بنابراین در برخی از موارد نسبت سیگنال به نویز (S / N)میتواند تا حدی مستقل از فرکانس باشد.
/ج
