초음파 검사 원리

평범한 음파보다 짧고, 초음파의 파장이 좋은 방향을 만들뿐만 아니라 불투명 한 소재를 통해 초음파 검사, 두께, 거리 측정, 원격 제어 및 초음파 이미징 기술에 널리 사용되었습니다. 초음파 이미징은 불투명 한 물체의 내부 이미지를 나타 내기 위해 초음파를 사용하는 기술입니다. 불투명 한 샘플에 초점을 맞춘 초음파 음향 렌즈의 트랜스 듀서에서, 샘플 패스로부터 전달 된 초음파는 정보의 일부로서 (예 : 음파의 반사, 흡수 및 산란 능력), 음향 렌즈가 압전 수신기에 수렴, 전기 신호 입력 증폭기, 스캐닝 시스템을 사용하여 화면에 표시된 불투명 한 샘플 이미지를 켤 수 있습니다. 이 장치는 초음파 현미경이라고합니다. 초음파 이미징 기술은 건강 검진, 대규모 집적 회로 검사에 사용되는 마이크로 일렉트로닉 장치의 제조에 광범위하게 응용되어 재료 과학 분야 및 입자 경계 등에서 다른 조성의 합금을 표시하는 데 사용됩니다. 음향 홀로그래피는 초음파 간섭 원리를 기록하고 불투명 한 음향 영상 기술의 3 차원 이미지를 재현하고, 그 원리와 광학 홀로그래피는 기본적으로 동일하며, 단지 기록 방법이 다릅니다 (홀로그램 참조). 동일한 초음파 신호 원 동기 부여로 두 개의 변환기가 액체에 놓여지면 초음파의 두 개의 간섭 성 빔을 시작합니다. 물체를 통과 한 빔이 물결 모양이되어 참조 파가됩니다. 액체 표면에 형성되는 대상 파 및 기준 파 간섭 성 중첩 음향 홀로그램, 레이저 음향 홀로그램, 음향 홀로그램 회절 효과에 레이저 반사를 사용하여 실시간 관찰을위한 카메라 및 텔레비전 세트와 같은 것을 다시 얻을 수 있습니다. .

초음파 세척의 의미

초음파 청소 효과는 액체에있는 사람의 청력 오디오 전송 웨이브 이상입니다. 세제의 초음파 전파가 음파로 인해 세로파 인 경우, 미디어의 역할을 촉진하는 세로파가 액체 압력을 변화시켜 "캐비테이션 효과"라고하는 많은 작은 진공 기포를 만들 수 있습니다. 거품 압축 발파 때, 강력한 충격을 생산할 수 있습니다, 흩어져 모서리 흙 안에 개체의 고정에있을 수 있으며, 초음파 주파수 takanami, 강한 관통력의 길이 때문에 씻어 효과를 강화하거나 균열이 너무 청소의 숨겨진 복잡한 구조, 놀라운 세척 효과를 얻을 수 있습니다

초음파 세정은 캐비테이션을 기반으로합니다. 즉, 수많은 거품이 급속하게 형성되고 급속 파열되는 세정 유체에서입니다. 결과로 발생하는 충격으로 인해 세척 용액에 담긴 작업 물의 내부 및 외부 표면의 먼지가 제거됩니다. 초음파 주파수가 증가함에 따라 기포 수가 증가하고 폭파 충격이 약화됩니다. 따라서 고주파 초음파는 특히 작업 물의 표면을 손상시키지 않고 작은 입자의 먼지를 청소하는 데 적합합니다. 캐비테이션 버블과 버스트 (파열) 버블의 확장은 고주파 (초음파), 고강도 음파를 액체에가함으로써 생성됩니다. 그러므로 초음파 세척 시스템은 세 가지 기본 요소를 가져야합니다 : 탱크에있는 f그 세정 유체는 전기 에너지를 고주파 전기 신호 변환기 및 초음파 발생기의 기계 에너지로 변환합니다.

트랜스 듀서 및 발전기

초음파 세척 시스템의 가장 중요한 부분은 변환기입니다. 변환기에는 두 종류가 있으며, 하나는 니켈 또는 니켈 합금으로 만들어진 자기 변환기입니다. 납 지르 코 네이트 티타 네이트 또는 다른 세라믹으로 만들어진 압전 변환기.

압전 재료가 다양한 전압의 전기장에 배치되면 변형됩니다. 이것을 "압전 효과"라고합니다. 마그네틱 트랜스 듀서는 대조적으로 변화하는 자기장에서 변형되는 재질로 만들어집니다. 어떤 종류의 변환기가 사용 되더라도, 가장 기본적인 요인은 일반적으로 캐비테이션 효과의 강도입니다.

초음파는 다른 음파와 마찬가지로 일련의 압력 점, 즉 아래 그림과 같이 번갈아 가며 압축되는 파동입니다. 사운드 에너지가 충분히 강하면 액체가 파동의 팽창 단계에서 밀려나고 거품이 형성됩니다. 파동의 압축 단계에서,이 버블은 순간적으로 액체에서 파열되거나 폭발하여 매우 효과적인 충격력을 생성하며 특히 청소에 적합합니다. 이 과정을 캐비테이션이라고합니다. 캐비테이션 버블의 파열은 10000 psi 이상의 압력과 20000 ° F (11000 ° C)의 고온을 생성 할 것이며 이론적으로 압축 된 음파가 분석됩니다. 단일 캐비테이션 버블에 의해 방출되는 에너지는 매우 작지만, 동시에 수백만 캐비테이션 버블 버스트가 발생하여 누적 효과가 매우 강해져 작업 물 표면의 오염의 강력한 영향을 일으키며, 이것은 모든 특성입니다 초음파 청소. 초음파 에너지가 충분하면 캐비테이션이 세정 용액의 모든 곳에서 발생하므로 초음파가 작은 균열과 구멍을 효과적으로 청소할 수 있습니다. 캐비테이션은 또한 화학 반응을 촉진시키고 표면 막의 용해를 가속화합니다. 그러나 액체 압력의 특정 영역에서만 기포 내부의 가스 압력보다 낮아서 영역 내에서 캐비테이션 현상을 일으키므로 초음파 진동자의 트랜스 듀서에서 생성 된 값은이 조건을 만족시킬 정도로 큽니다. 캐비테이션 생성에 필요한 최소 전력을 캐비테이션 임계점이라고합니다. 다른 액체는 캐비테이션 임계점이 다르므로 세척 효과를 얻기 위해서는 초음파 에너지가 임계점을 초과해야합니다. 즉, 캐비테이션 버블은 에너지가 초음파 세척의 임계점을 초과하는 경우에만 생성 될 수 있습니다.

주파수의 중요성

소음은 작동 빈도가 낮을 때 (사람의 청력 범위 내에서) 발생합니다. 주파수가 20kHz보다 낮 으면 작동 소음이 매우 높아질뿐만 아니라 산업 안전 보건법 또는 기타 규정에 명시된 안전 소음 제한을 초과 할 수 있습니다. 공작물의 표면 손상을 고려하지 않고 먼지를 제거하는 데 높은 전력이 필요한 경우 20kHz ~ 30kHz 범위의 낮은 청소 주파수가 일반적으로 선택됩니다. 이 주파수 범위 내에서 청소하는 빈도는 크고 무거운 또는 고밀도 재료를 청소하는 데 자주 사용됩니다. 20KHz 자기 변환기 및 25KHz 압전 변환기 Cavitation 상대 강도 40kHz 주파수는 일반적으로보다 작고 정교한 부품을 청소하거나 작은 입자를 제거하는 데 사용됩니다. 고주파는 가공물 표면에 손상이 허용되지 않는 어플리케이션에도 사용됩니다. 고주파수를 사용하면 여러 가지 방법으로 클리닝 성능을 향상시킬 수 있습니다. 주파수가 증가함에 따라 캐비테이션 기포의 수가 선형 적으로 증가하여보다 격렬한 충격파가 발생하여 더 작은 간격으로 진입 할 수 있습니다. 동력이 일정하게 유지되고 캐비테이션 버블이 감소하면 캐비테이션 버블에 의해 방출되는 에너지가 이에 따라 감소하여 효과적으로 워크 피스 표면의 손상을 감소시킵니다. 고주파수의 또 다른 이점은 점성 경계층 (베르누이 효과)을 감소시켜 초음파가 매우 작은 입자를 '감지'할 수 있다는 것입니다. 이 상황은 하천의 수위가 떨어지면 맑은 하천의 바닥에있는 작은 암석의 상황과 유사합니다. 이 회사는 40kHz, 80kHz, 120kHz 및 170kHz의 중간 주파수 범위를 제공합니다. 매우 작은 입자를 청소할 때 주파수가 350kHz 인 제품을 선택할 수 있습니다. 이 회사는 최근 400kHz의 주파수에서 이러한 경우를위한 MicroCoustics 시스템을 출시했습니다.