GLOSSÁRIO
DE ULTRASOM
1. Descontinuidade:
Qualquer indicação que exceda o especificado na Norma ou Procedimento. O Operador de ultrasom deve relaciona-los identificando a posição e tipo em um relatório a ser submetido as pessoas responsáveis. voltar ao início
- Onda Ultrasônica :
Fundamentalmente, o ultrasom não é diferente do som audível, ambos são movimentos em uma substância. Imaginemos que esta substância seja composta de partículas que estão ligadas entre si por forças elásticas (ou molas) e podem se mover livremente em relação a posição de repouso. Quando impulsionada externamente uma partícula transmite o impulso à partícula adjacente e retorna à posição de repouso e assim sucessivamente. Na verdade é a energia do impulso que está se propagando. : voltar ao início
- Frequência dos Sons :
Sons Audíveis São vibrações mecânicas compreendidas entre 16Hz a 20KHz, ou seja, de 16 a 20.000 vibrações (ou ciclos) por segundo, depende do ouvido de cada um. : voltar ao início
- Infra Sons :
São vibrações mecânicas situadas abaixo de 16 Hz ou 16 ciclos por segundo (exp. ondas causadas por terremotos)
- Ultrasons :
São vibrações mecânicas situadas (por definição) acima de 20.000 ciclos por segundo (20 Khz). : voltar ao início
- Hertz :
Unidade internacional de medir frequência designada pela letra H (maiúscula) equivalente a ciclos por segundo.
- Onda Longitudinal (ou de pressão):
É quando o movimento da vibração (impulso) é movido em uma direção. Assim o impulso é transmitido pelas partículas contidas em um plano para as partículas no plano adjacente. Desta forma são criadas zonas de compressão e zonas de rarefação.
A distância entre o início de uma zona de compressão (ou rarefação) até o final da zona adjacente de rarefação (ou compressão) é chamada de comprimento de onda.
A distância percorrida por este impulso em um segundo é chamada de velocidade da onda longitudinal que é constante para cada tipo de material e é expressa em m/s.
Além do comprimento de onda e da velocidade temos outro elemento interessante a frequência F. Que indica quantas vezes por segundo uma partícula foi impulsionada ou vibrou.
A relação entre a velocidade V, a frequência F e comprimento da onda l (Lambda) é:
V = F * l
Como a velocidade do som é constante para cada material cada frequência terá um comprimento de onda proporcional.
Exemplos de velocidades longitudinais:
. Aço V = 5.900 m/s
. Água V = 1.480 m/s
. Ar V = 330 m/s
. Alumínio V = 6.300 m/s
- Onda transversal (ou cizalhamento
É quando o movimento da vibração é movido em uma direção paralela a superfície. Assim o impulso é transmitido lateralmente de um plano para outro. Este movimento é o mesmo de cizalhamento do material.
Ao interligarmos os pontos de picos e vales de cada plano, obtemos uma onda senoidal. Ressaltamos que a distância entre os planos de partículas permanece constante.
Para as ondas transversais o comprimento de onda será a distância entre dois vales ou dois picos de ondas consecutivas.
A distância que uma onda percorre em um segundo será a velocidade da onda transversal.
- Exemplos de velocidades transversais:
. Aço V = 3.230 m/s
. Água V = 0
. Ar V = 0
. Alumínio V = 3.310
A velocidade das ondas transversais é zero para líquidos e gases, pois o impulso de cizalhamento é impossível de ser transferido.
- Geração das Ondas Ultrasônicas
Para a geração de ondas de ultrasom utiliza-se quase que somente cristais piezoelétrica.
Uma substancia é dita piezoelétrica quando ela muda sua forma cada vez que ocorra uma diferença de potencial nos seus limites superficiais.
O cristal de quartzo tem esta propriedade. Uma pequena placa de cristal onde em duas faces opostas serão colocados dois eletrodos. Quando uma voltagem for aplicada a estes eletrodos a placa de cristal se tornará mais fina ou mais grossa. Se aplicarmos impulsos elétricos a espessura da placa oscilará na frequência dos impulsos.
O cristal de quartzo pode ser cortado (ou lapidado) de várias maneiras. Cada tipo de corte implicará numa mudança significativa das propriedades. Para o uso como transdutor de ultrasom o corte deve ser favorável ao efeito piezoelétrico.
Para efeitos da inspeção por ultrasom o cristal é montado em uma carcaça e suas faces são revestidas com prata para facilitar o contato elétrico. Na face interna à carcaça o cristal é colado a um bloco amortecedor, origem ao cabeçote que tem um conector elétrico na carcaça. : voltar ao início
- Transferência das ondas ultrasônicas (acoplamento):
Para se transferir uma onda ultrasônica do cabeçote para uma peça, deve ser eliminado o ar entre os dois. Utiliza-se água ou óleo para este fim. (acoplante) : voltar ao início
- Fator de Reflexão
Consideramos uma peça a ser sondada com duas superfícies paralelas em uma das superfícies temos um cabeçote transmissor e na oposta um cabeçote receptor caso a peça seja homogênea teremos uma recepção de 100%. Consideremos agora que existam dois materiais também paralelos ao invés de um só. Agora parte da energia sonora passa do material um para o material dois e parte é refletida.
A quantidade do som que passa depende de suas impedâncias acústicas.
Impedância acústica é definida como o produto da velocidade do som pela densidade do material
W = r * v
onde r = densidade e v = velocidade do som
Fator de Reflexão é a quantidade de energia refletida pela interface com outro material. É menor que um e multiplicado por 100, obtém-se a percentagem da energia refletida.
Fator de permeabilidade é a quantidade de energia que é transmitida pela interface com outro material. É menor que um e multiplicado por 100, obtém-se a percentagem da energia transmitida.
A soma dos fatores de reflexão e da permeabilidade é um, ou seja igual a 100% da energia aplicada.