Resumen de Mejora del margen dinamico de sistemas de ensayos no destructivos mediante ondas de lamb basados en agrupaciones concavas de transductores acoplados por aire
En aquesta tesi es presenten les millores introduïdes en sistemes d'assajos no destructius basats en ones de Lamb. Concretament, les ones de Lamb es generen i es reben utilitzant agrupacions de perfil còncau circular de transductors piezoelèctrics acoblats per aire.
El fet d'acoblar els ultrasons per aire suposa augmentar molt les pèrdues, però s'incrementa la flexibilitat del sistema, ja que no fa falta aigua ni cap acoblant per transmetre els ultrasons. Les agrupacions de transductors permeten emetre en diferent angles sense haver de moure el sistema de emissió. Per altre costat, com que l'agrupació té un perfil còncau circular, si la làmina sota inspecció es troba al centre geomètric de l'agrupació, permet què al canviar l'angle no es modifiqui el punt d'impacte.
Les ones de Lamb son ones mecàniques que només es poden transmetre en làmines, es a dir en materials que tinguin dues cares paral¿leles separades una distància similar a la longitud d'ona de l'ona de Lamb. Les ones de Lamb són dispersives (la velocitat de propagació varia amb la freqüència) i multimode (per una mateixa freqüència existeixen al menys dos modes de propagació amb velocitats de propagació diferents). Tenen també una característica molt interessant, ja que al generar-les amb el mètode de la cunya, tenen una direcció de propagació preferent, es a dir, no són omnidireccionals. Aquesta característica permet la inspecció de grans superfícies en molt poc temps.
Un dels punts crítics del sistema es el seu marge dinàmic. Donat que l'acoblament per aire suposa un increment considerable de les pèrdues, s'ha treballat molt en l'augment de la potència d'emissió, en la reducció del soroll en recepció i en el processat de senyal per tal d'augmentar el màxim possible aquest marge dinàmic.
Per tal d'augmentar la potència efectiva d'emissió es proposen noves topologies de generadors de salves d'ones quadrades. Aquest tipus de senyal permet un millor control de l'ample de banda de la senyal, mantenint un circuit senzill, bàsic per poder replicar el circuit per cadascú dels transductors de l'agrupació. El sistema proposat permet generar polsos quadrats de fins a 50 V d'amplitud.
Per tal de generar les ones de Lamb cal impactar amb un front d'ona ultrasònic pla a la làmina. Com que l'agrupació de transductors és de perfil còncau, es proposen dues lleis de retard per tal de generar aquest front d'ona pla.
En el sistema de recepció es proposa un model analític de soroll d'un amplificador per als transductors piezoelèctrics. El model permet la selecció dels valor components del circuit per tal de minimitzar el soroll de sortida. El model està basat en el model Butterworth Van Dyke de la impedància del transductor piezoelèctric.
En el sistema de processat digital es proposen diversos tipus de filtres i de tècniques de processament del senyal. Un dels punts crítics és el càlcul del retard de les senyals, ja que l'obtenció dels paràmetres mecànics depèn fortament de la mesura correcta de les velocitats de les ones de Lamb.
Per tal de comprovar la validesa de les millores introduïdes al sistema d'assajos no destructius, s'ha construït tot un sistema que he permès mesurar làmines de diferents materials. Fins al moment, s'ha aconseguit mesurar làmines de coure, acer inoxidable, alumini i polièster. Els resultats obtinguts en els materials metàl¿lics són coherents amb la teoria (errors en les velocitats mesurades al voltant del 5%). El polièster ha estat el material inspeccionat amb una atenuació més gran (13,7 dB/cm).
