The New High Sensitive Variant of Nonlinear Ultrasound Spectroscopy for Nondestructive Testing

La nueva variante altamente sensible de la espectroscopía de ultrasonido no lineal para pruebas no destructivas

La prueba no destructiva por espectroscopía de modulación no lineal por ultrasonido tiene dos variantes básicas de realización. La excitación por ultrasonido usa señales armónicas con frecuencias relativamente cercanas o distantes como el uso del principio de mezcla o modulación. Este artículo presenta una comparación de estos dos métodos básicos y solicita nuevas posibilidades para aumentar la sensibilidad. Se compara especialmente el tiempo necesario para las señales emocionantes y de detección. La segunda parte discute la posibilidad de usar el modo excitante de onda expansiva para estos métodos. Primero, la excitación por señales de pulso acopladas en fase se deriva para obtener la señal de cal larga resultante sin desperdiciar su energía útil. Sin embargo, esta señal de salida de tiempo prolongado consiste en pulsos separados por tiempo y, por lo tanto, la prefiltración analógica no puede usarse para la supresión de señales de excitación. Por lo tanto, se deriva la nueva variante del método de mezcla, donde se utilizan tales frecuencias excitantes, que la señal resultante con frecuencia de diferencia tiene una frecuencia relativamente alta y un período más corto que la señal excitante. Por otro lado, la diferencia de frecuencia entre este componente resultante y la señal excitante es suficiente para usar filtros lineales LC con suficiente atenuación de las señales excitantes.

1. Introducción

La espectroscopia de ultrasonido no lineal es una nueva tecnología de pruebas no destructivas progresivas (NDT) con varios métodos ([1-4] etc.). Especialmente los métodos de modulación con dos señales excitantes aparecen como métodos muy perspectivos para los END. La principal ventaja consiste en la creación del nuevo componente de frecuencia con una frecuencia diferente a la de las señales excitantes. Por lo tanto, no es sensible a las señales excitantes reflejadas y difundidas y su sensibilidad teórica es muy alta.

No obstante, la sensibilidad práctica en los casos de resultados publicados ([5-7] etc.) es considerablemente inferior a las posibilidades teóricas.  Este hecho tiene más razones. Una de las principales causas consiste en el limitado rango dinámico de los sistemas actualmente utilizados para el procesamiento de señales y el alto rango dinámico de la señal medida. El rango dinámico utilizable puede aumentarse (amplificadores de ultrabajo ruido, convertidores de AD de 16 bits, etc.), pero una forma más eficaz consiste en la supresión de las componentes excitantes de una señal medida mediante prefiltración analógica lineal.

Este problema es más complicado en el caso de la excitación por impulsos (onda expansiva). Hay que decir que el modo de pulso tiene una ventaja en la minimización del problema con las ondas estacionarias y permite la localización de grietas.  Por otra parte, el modo de pulso ofrece una menor energía de la señal detectada y el tiempo de pulso puede ser más corto que el período de la señal de resultado. En este caso es un problema utilizar filtros de frecuencia para la supresión de las señales excitantes.