Designación: E 494 - 95 Un American National Patrón

Práctica estándar para

La medición por ultrasonidos Velocity en Materiales1

Esta norma ha sido publicada bajo la fijo designación E 494; el número inmediatamente siguiente a la designación indica el año de

adopción original, o, en el caso de revisión, el año de la última revisión. Un número entre paréntesis indica el año de la última

reaprobación. LA sobrescrito épsilon (e) indica un editorial cambiar desde el último revisión o reaprobación.

Esta especificación posee estado aprobado para usar por agencias de el Departamento de Defensa.

1. Alcance

1. Esta práctica trata sobre un procedimiento de prueba para

medir las velocidades ultrasónicas en materiales con eco pulso

ultrasónico convencional falla equipo de detección en el que

son resultados que aparece en un escaneo A monitor. Esta

práctica describe un método por el cual las velocidades

ultrasónicas desconocidos en una muestra de material están

determinadas por mediciones comparativas utilizando un

material de referencia cuyas velocidades ultrasónicas se

conocen con precisión. 2. Este procedimiento está destinado para materiales

sólidos de 5 mm (0,2

pulg.) de espesor o mayor. Las superficies normales a la

dirección de propagación de la energía deberá ser paralela a

por lo menos 6 3 °. Superficie acabado para mediciones de

velocidad será de 3,2 micras (125 micropulgadas). rms o más

suave.

NOTE Velocidades de las ondas 1-Sonido se citan en esta práctica

mediante el unidades fundamentales de metros por segundo, con pulgadas

por segundo suministrado como referencia en muchos casos. Para algunos

cálculos, es conveniente pensar en las velocidades en unidades de

milímetros por microsegundo. Aunque estas unidades funcionan muy bien

en los cálculos, las unidades más naturales fueron elegidos para su uso en

las tablas de esta práctica. Los valores pueden ser simplemente convierten

de m / seg a mm / microsegundos desplazando el punto decimal tres lugares

a la izquierda, es decir, 3,500 m / s se convierte en 3,5 mm /

microsegundos.

3. Mediciones de velocidad de ultrasonido son útiles para la

determinación de varias propiedades de los materiales

importantes. Young módulo de elasticidad, El coeficiente de

Poisson, la impedancia acústica, y varios otras propiedades

útiles y coeficientes se puede calcular para materiales sólidos

con las velocidades ultrasónicas, si se conoce la densidad

(véase el apéndice X1). 4. Más preciso resultados poder ser obtenido con Más

espe-

equipos especiali- ultrasonidos, equipos auxiliares y técnicas

espe- cializados. Algunas de las técnicas complementarias se

describen en el Apéndice X2. (El material contenido en el

Apéndice X2 tiene un propósito informativo solamente.)

NOTE 2-Factores tales como las técnicas, equipos, tipos de material, y

las variables de operador darán lugar a variaciones en las lecturas de

velocidad absoluta, a veces hasta en un 5%. Resultados relativos con una

única combinación de los factores anteriores se puede esperar a ser mucho

más precisa (probablemente dentro de un 1% tolerancia).

15 Esta estándar no pretende dirección toda la problemas

de seguridad alguna, asociados con su uso. Es el

responsabilidad del usuario de esta estándar para establecer

de Créditos adecuadas prácticas de seguridad y salud y

determinar la aplicabilidad bilidad de las limitaciones

reglamentarias antes de usar.

2. Referenciado Documentos

1. ASTM Normas:

C 597 Prueba Método para Pulso Velocity Mediante

Hormigón2E 317 Práctica para la Evaluación de Desempeño

Características de Ultrasonidos Pulso-Eco Exámenes Sistemas Sin el Usar de Medición Electrónica Instrumentos3

E 797 Práctica para medir el espesor de Manual Ultra sonic

Pulso-Eco Contacto Procedimiento3

E 1316 Terminología para no destructiva Exámenes3

3. Terminología

1. Definiciones-Por definiciones de términos utilizados en esta

práctica Tice, consulte Terminología E 1.316 mil.

4. Resumen de Práctica

1. Varios modos posibles de vibración se pueden propagar en

los sólidos. Este procedimiento se refiere a dos velocidades de

propagación, a saber, aquellos asociados con longitudinal (vl)y

transverso (vt)olas. La velocidad longitudinal es independiente

de la geometría de la muestra cuando las dimensiones en

ángulos rectos a la viga son muy grande comparado con haz

zona y ola largo. La velocidad transversal es poco afectado por

medios físicos dimensiones de el muestra. los procedimiento

descrito en Sección 6 es, como señalado en el ámbito de

aplicación, para su uso con pulso-eco convencional falla

equipos de detección solamente.

5. Aparato

1. El sistema de prueba de ultrasonidos para ser utilizado en

esta práctica deberá incluir la siguiendo: 5.1.1 Prueba Instrumento-Cualquier Comprende

instrumento ultrasónico

ing una base de tiempo, transmisor (pulsador), receptor (eco

amplificador), y un circuito indicador A-scan para generar,

recibir y monitor señales eléctricas relacionadas con ondas

ultrasónicas. El equipo debe permitir la lectura de las

posiciones de LAk,LAs,LAt,LAl(definida en 6.1.4 y 6.2.4), a lo

largo de la línea de base A-scan en 60.5 mm (0.020 1Esta práctica está bajo la jurisdicción del Comité ASTM E-7 en no destructiva

constructivo Exámenes y es la responsabilidad directa del Subcomité E07.06 sobre

Ultrasonidos Exámenes Procedimiento.

Edición actual aprobada el 15 de enero de 1995. Publicado en marzo de 1995.

Publicado originalmente como E 494 - 73. Última edición anterior E 494 - 92a.

2Libro Anual de Normas ASTM, Vol 04.02. 3Libro Anual de Normas ASTM, Vol 03.03. 1

in.). Para una máxima exactitud, la frecuencia más alta posible

que presentará al menos dos ecos espalda fácilmente distinguibles,

y preferiblemente cinco, será utilizado.

2. Buscar Unidad-La Unidad de búsqueda que contiene un

transductor

que genera y recibe ondas ultrasónicas de un tamaño, tipo

apropiado y frecuencia, diseñada para las pruebas por el contacto

se utilizará el método. Contactar modo longitudinal viga recta se

utiliza para mediciones de velocidad longitudinales, y en contacto

con el modo de cizalla viga recta de mediciones de velocidad

transversales.

3. AcopladorVelocidad longitudinal -Para mediciones,

el acoplador debe ser el material utilizado en la práctica, por

ejemplo, aceite de grado ligero limpio. Para las mediciones de

velocidad transversales, se utilizará un material de alta viscosidad,

tal como resina o vínculo sólido. En algunos materiales

isopolybutene, cariño, u otro Se han utilizado materiales de alta

viscosidad con eficacia. La mayoría líquidos no apoyarán ondas

transversales. En los materiales porosos se requieren acopladores

especiales no líquidos. El acoplador no debe ser perjudicial para el

material.

4. Referencia Estándar Bloques:

1. Velocity PatrónMateriales -Cualquier de conocida velocidad,

que puede ser penetrado por la onda acústica, y que tiene un

rugosidad superficial adecuada, la forma, el grosor y el

paralelismo. La velocidad de la norma debe ser determinado por

alguna otra técnica de mayor exactitud, o por comparación con la

velocidad del agua que es conocido (ver Apéndice X2.5 y

Apéndice X4). El bloque de referencia debe tener una atenuación

similar a la de la prueba material.

2. Para la comprobación de linealidad horizontal, consulte

la Práctica E 317.

6. Procedimiento

1. Longitudinal Ola Velocity-Determinar granel, longitudinal

velocidad de la onda dinal (vl)comparando el tiempo de tránsito de

una onda longitudinal en el material desconocido para el tiempo

de tránsito de los ultrasonidos en un estándar de la velocidad (vk).

1. Seleccionar muestras de cada uno con apartamento

superficies paralelas y

medir el espesor de cada una con una precisión de 60.02 mm

(0,001 pulg.) O 0,1%, lo que sea mayor.

2. Alinear el transductor encima cada muestra y obtener

la

patrón de señal nominal (ver Fig. 1) del mayor número de ecos de

espalda como son claramente definida. La base de tiempo (control

de barrido) se debe establecer el mismo para ambos mediciones.

3. Usando la escala o pinza la medida el distancia a el

línea de base entre el borde anterior de la primero volver eco y el

borde de ataque del último eco de espalda que es claramente

definida en lo conocido y desconocido de la muestra. Para bien

exactitud, ajustar el amplitud de la última echo hacia atrás por

medio del control de ganancia aproximadamente a la misma altura

que la primero volver eco, después el

v1 5 ~LAk nl tl vk!/~LAl nk tk! (1)

dónde: LAk= Distancia desde primero a Nª vuelta eco en el material

conocido, m (pulg.), medida a lo largo de la línea de

base de la A-scan monitor,

nl= Número de idas y vueltas, desconocida material,

t l= Espesor del material desconocido, m (in.),

vk= Velocidad en material conocido, m / s (in. / s),

LAl= Distancia desde el primero al Nª vuelta eco en el material

desconocido, m (pulg.), medida a lo largo de la línea de

base de la A-scan monitor, n k= Número de idas y vueltas, material conocido, y

tk= Espesor, material conocido, m (in.).

NOTE 3-Las unidades utilizadas en la medición no son significativas, siempre y cuando el sistema está consistente.

2. Velocidad Transversal-Determinar velocidad transversal

(vs)comparando el tiempo de tránsito de una onda transversal en

una material desconocido al tiempo de tránsito de una onda

transversal en un material de velocidad conocida (vt).

1. Seleccionar muestras de cada uno con apartamento superficies

paralelas y medir el espesor de cada una con una precisión de

60.02 mm (0,001 pulg.) O 0,1%, lo que sea mayor.

2. Alinear el transductor (ver Fig. 1) sobre cada muestra y obtener

un patrón de señal óptima de la mayor cantidad de ecos de espalda

como son claramente definida. La base de tiempo (control de

barrido) debe ser el mismo para ambos mediciones.

3. Utilizando una escala o pinza mide la distancia a la línea de

base entre el borde anterior de la primero volver eco y el borde de

ataque del último eco de espalda que es claramente definida en lo

conocido y desconocido de la muestra. Para bien exactitud, ajustar

el amplitud de la última echo hacia atrás por medio del control de

ganancia aproximadamente a la misma altura que la primero

volver eco, después de la posición del borde delantero de la

primero echo hacia atrás ha sido fijo. Esto añade componentes de

alta frecuencia de la señal de los cuales han sido atenuada. A

continuación, determinar la posición de el del borde de ataque del

último eco de vuelta. Cuente el número de viajes de ida y vuelta

desde primero eco utilizado para el último eco medido tanto en

muestras. Este número será uno menos que el número de ecos

utilizados. Tenga en cuenta que el espesor de la muestra, el

número de idas y vueltas, y la distancia de primero para durar

volver eco necesidad medido no ser la mismo.

4. Calcular el valor de la velocidad desconocida de la siguiente

manera:

FIG. 1 pulso inicial y 7 Volver Ecos

posición del borde delantero de la primero echo hacia atrás ha sido

fijo. Esto da tiempo más preciso o medición de distancia mentos.

A continuación se determina la posición del borde de ataque de la

última vuelta del eco. La señal ha recorrido una distancia doble del

espesor de la muestra entre cada eco de vuelta. La señal que

atraviesa la muestra y que regresan se llama un ida y vuelta. En la

Fig. 1 la señal ha hecho seis viajes redondos entre Echo 1 y Echo

7. Cuente el número de viajes de ida y vuelta desde primero eco

utilizado para el último eco medidos en ambas muestras. Este

número será ser uno menos que el número de ecos utilizados.

Tenga en cuenta que el espesor de la muestra, número de redondo

viajes, y distancia de frente a último volver eco medido no tiene

por qué ser el mismo.

6.1.4 Calcular el valor de la velocidad desconocida de la

siguiente manera:

1

vs5 ~LAtnstsvt!/~LAsnt tt! (2)

dónde:

LAt= Distancia desde primero al enésimo regreso eco en la

conocida materiales, m (pulg.), medida a lo largo de

la línea de base del A-scan monitor, ns= Número de idas y vueltas, desconocida material, ts= Espesor del material desconocido, m (in.),

vt= Velocidad de la onda transversal en conocida material,

Sra (in. / s), LAs = Distancia desde el primero a la enésima vuelta eco en

la

material desconocido, m (pulg.), medida a lo largo de

la línea de base de la A-scan monitor, nt= Número de idas y vueltas, material conocido, y tt= Espesor, material conocido, m (in.). (Ver nota 3).

7. Informe

1. Los siguientes son los datos que deben incluirse en un

informe sobre la velocidad medidas: 1. Longitudinal Ola:

1. LAk = m (in.)

2. nl =

3. tl = m (in.)

4. vk = Sra (in. / s)

5. LAl = m (in.)

6. nk =

7. tk = m (in.)

8. vl(usando la Ec 1) = Sra (in. / s)

7.1.2 Transversal Ola:

7.1.2.3 t = m (in.) s

4. vt = Sra (in. / s)

5. LAs = m (in.)

6. nt =

7. tt = m (in.)

8. vs (usando la Ec 2) = Sra

(in. / s)

3. Horizontal linealidad

4. Prueba frecuencia

5. Acoplador

6. Buscar unidad:

1. Frecuencia

2. tamaño

3. Forma

4. Escribe

5. Serial número

7. Muestra geometría

8. Instrumento:

1. Nombre

2. Modelo número

3. Serial número

4. El control pertinente ajustes 8. Palabras clave

8.1 medida de la velocidad ultrasónica; pruebas no

destructivas; propiedades ultrasónicas de los materiales;

medidores de espesor por ultrasonidos; ultrasónico velocidad

APÉNDICES

(Información no obligatoria)

X1. FÓRMULAS

X1.1 Utilizando la técnica de esta práctica va a dar

resultados en algunos casos que son sólo cálculos aproximados.

La determinación de la velocidad longitudinal y transversal del

sonido en un material hace que sea posible calcular el

aproximadamente constantes elásticas, el coeficiente de

Poisson, módulos elásticos, la impedancia acústica, reflexión

coeficiente, y la transmisión coeficiente. En este apéndice, las

fórmulas para el cálculo de algunos de estos factores son los

siguientes (véase la nota X1.1):

X.1.1.1 Poisson de Ratio: 2 2

s 5 @1 2 2~vs/ vl! #/ 2@1 2 ~vs/ vl! #

dónde: s = Poisson de ratio, vs= Transversal ultrasónica velocidad, m / s (o in. / s), y vl= Logitudinal ultrasónica velocidad, m / s (o in. / s).

X1.1.2 Young Módulo de Elasticidad: 2 2 2 2 2

E 5 ~r vs ~3v l 2 4v s #!/~vl 2 v s !

dónde: r =densidad, kg / m3(o libras / pulg.3), vl= Longitudinal velocidad, m / s (o in. / s),

vs= Transversal velocidad, m / s (o in. / s), y

E=Young módulo de elasticidad, N / m 2(o libras / pulg.2)

(ver Notas X1.2 y X1.3). X1.1.3 Impedancia acústica (ver nota X1.3):

z5 r v l

dónde:

z= Impedancia acústica (kg / m2·s (o libras /

pulg.2·s)). X1.1.4 Módulo de corte (ver nota

X1.3): G5 r vs 2

X1.1.5 Módulo Granel (ver nota

X1.3): s

2 2 K 5 r @vl2 ~4/3!v #

X1.1.6 Reflexión Coeficiente para Energía

(R): R 5 ~Z 2 Z ! 2/~Z 1 Z ! 2

2 1 2 1

dónde:

1 Z= Impedancia acústica en el medio 1, y Z2= Impedancia acústica en el medio de 2.

X1.1.7 Transmisión Coeficiente para Energía

(T): 2

T 5 ~4Z 2Z1!/~Z2 1 Z1!

E 494

1. LAt = m (in.)

2. ns =

1

NOTE X1.1-Las constantes elásticas dinámicas pueden diferir de esos

determinada por mediciones de tracción estática. En el caso de los metales,

cerámicas y vidrios, la diferencias son del orden de 1%, y pueden estar

corregido por las fórmulas teóricas conocidas. Para los plásticos

diferencias mayo ser más grande, pero puede ser corregido por

correlación.

NOTE Factor de X1.2-conversión: 1 N / m2= 1,4504 3 10 -4libras /

pulg.2.

X2. IMPORTANTE TÉCNICAS DE MEDICIÓN ULTRASONIDOS Velocidad en MATERIALES

X2.1 Introducción

X2.1.1 Varias técnicas están disponibles para la medición

precisa de la velocidad ultrasónica en materiales. La mayoría de

estas técnicas requieren especializada o auxiliar equipo.

X2.1.2 instrumentos están comercialmente disponibles que

auto-

medir automáticamente la velocidad del sonido o intervalo de

tiempo, o ambos. Hay una creciente lista de fabricantes que hacen

los instrumentos ultrasónicos, incluyendo pulsador, receptor, y la

pantalla diseñada específicamente para la fabricación de estas

mediciones de forma automática o que se puede utilizar para estas

mediciones, aunque diseñado principalmente para otras

mediciones (por ejemplo, espesor medidores).

X2.1.3 Varios métodos se han introducido para resolver el

problema de la medición exacta de intervalo de tiempo o número

de ondas en la muestra. Sería más allá del alcance de este apéndice

para tratar de incluir todas estas técnicas. Sin embargo, se

considera de valor para los que utilizan esta practicar conocer

algunas de estas técnicas. Este apéndice será útil para los que

tienen más refinado equipos o equipos auxiliares disponibles y

para aquellos que deseen más precisa resultados.

X2.1.4 Este apéndice incluirá algunas técnicas que son

sólo es adecuado para la laboratorio. Es sólo bajo estrictamente

condiciones controladas, como se dispone en el laboratorio que la

mayor exactitud se puede lograr. Estas mediciones pueden ser

lentos y requieren muestras muy preparados cuidadosamente. Una

lista de referencias (1-28)4se proporciona para información más

detallada mación.

Características especiales X2.2 incorporado en el

aparato ultrasónico

X2.2.1 equipo ultrasónico está disponible que proporciona los

medios adecuados para la medición de la onda acústica

propagación con respecto a las hora.

Precisión X2.3 Osciloscopio

X2.3.1 Un osciloscopio de rayos catódicos precisión auxiliar

puede ser utilizado para observar el patrón de eco. Utilizando la

precisión calibrada de visualización horizontal del osciloscopio, el

tiempo de tránsito entre sucesiva múltiples vuelta reflexiones es

determinar minada. Calcula la velocidad como de la siguiente

manera:

Velocity ~Sra ~o in. / s5 !! @2 espesor ~mo en.#!/@Hora ~s#!

X2.4 Electrónico Hora Marcador

X2.4.1 Un accesorio es con frecuencia disponible que muestra

una o más marcas visuales, por lo general un paso, en la pantalla

de el

instrumento básico. Por lo general, se superpone sobre el

patrón de eco estándar. La marca se mueve mediante un

control calibrado. El control lee vez directamente en

microsegundos.

X2.4.2 La técnica consiste en alinear el paso en el monitor,

primero con el primero espalda reflexión, y, a continuación,

utilizando el segundo marcador, si está disponible, con la

segunda vuelta la reflexión. Residencia en lecturas de control

en ambos casos, se determina el tiempo transcurrido para una

ida y vuelta a través de la muestra. (Cálculo es el mismo que en

X2.3). X2.5 ultrasónico Interferómetro (Velocity Comparador)

X2.5.1 La medición de la velocidad ultrasónica se lleva a cabo

mediante la comparación de los tiempos de transmisión de un

pulso en una muestra y en la trayectoria de desplazamiento

comparación. Las velocidades de ultrasonidos en líquidos (por

ejemplo, agua) son bien conocidos y por consiguiente, la

velocidad en la muestra se puede determinar con una precisión de

aproximadamente 0,1 %.

X2.5.2 En la práctica, se hace el eco en la muestra para

coincidir con el eco de la trayectoria de desplazamiento

interferómetro que se obtiene mediante la alteración de este último

hasta el punto de interferencia. Las velocidades ultrasónicas de la

muestra y el líquido interferómetro están en la proporción de sus

longitudes y estas dos cantidades deben ser exactamente medible.

X2.5.3 Una sonda normal se fija a la intemperie tanque por

medio de un broche en un lado. La frecuencia de el sonda debe

ser igual a la que se requiere para la espécimen. los miembro de

atenuación debe ser insertado entre el interferómetro eter sonda y

el cable. Ello sirve a cambiar el altura de el interferómetro eco

independientemente de otras condiciones de prueba. X2.5.4 A

reflector sumerge en el tanque que contiene el líquido y es

retenida en un ajustable mecanismo asi que ese ello no poder

ser inclinado. Esta mecanismo poder ser movido a y fro

rápidamente por desconexión. los multa el ajuste se lleva a cabo

medio de un husillo. Una revolución completa del husillo

cambios el viajar camino por 1 mm. Uno escala división de el

huso perilla

representa 1/100 mm (0.0004 in.).

X2.5.5 El tanque debe ser lleno con el líquido en el que el

velocidad ultrasónica se conoce. En el caso de agua a 20 ° C,

velocidad = 1483.1 m / s. La temperatura coeficiente es Dv/Dt

= + 2,5 Sra · ° C. LA comprobar de el la temperatura en el

caso de

Por lo tanto, el agua es absolutamente necesario (ver Apéndice

X4).

X2.5.6 Las mezclas también se puede utilizar, por ejemplo,

alcohol agua (porcentaje en peso 18%), cuya temperatura cientes

ciente es cero en habitación la temperatura.

X2.5.7 Calcular la velocidad como de la siguiente manera:

VelocityX~Sra! 5

4Los números en negrita entre paréntesis se refieren a la lista de referencias

adjunta a

E 494

NOTE X1.3-Al utilizar libras por pulgada cúbica para la densidad y

pulgadas por segundo para velocidad, los resultados deben ser divididos

por g(aceleración de la gravedad) para obtener resultados en libras por

pulgada cuadrada de E, GO Ky también para obtener resultados para Zen

libras por pulgada cuadrada por segundo. Aceleración debida a la gravedad

(g) = 386,4 pulg. / S · s.

o

esta práctica. 4

VelocityX~in. / s!

5

Velocityagua ~in. / s! 3 EspesorX

~en.! Distanciaen agua

~en.! Pulso X2.6 Velocity A través de Concreto (ver Prueba

Procedimiento C 597)

X2.6.1 Frecuencia del generador de impulsos 10 a 50 kHz-

pulsos repetitivos en tasa no menor a 50 / s. X2.6.2 Presione las caras de las unidades de búsqueda contra

el caras

del hormigón después de establecer contacto a través de un

medio de acoplamiento. Mojar el hormigón con agua, aceite, u

otro viscoso materiales pueden ser utilizados para excluir el

aire atrapado de entre las superficies de contacto de los

diafragmas de la unidad de búsqueda y la superficie del

hormigón. Medir la longitud de la trayectoria directa más corta

entre los centros de los diafragmas y el momento del viaje en la

pantalla A-scan alineando el impulso marcador estroboscópica

frente al frente de onda recibida y leyendo el dial calibradas, o

contando el número de ciclos de la onda de temporización

entre el transmitidas y recibidas pulso.

Pulso X2.7 Echo Doble-Probe Procedimiento

X2.7.1 Este método utiliza una carcasa de una sola sonda

que contiene dos elementos: un una remitente, el otro una

receptor. X2.7.2 Desde medidas de velocidad ultrasónica son cipio

Pally mediciones de tiempo, basados en el espesor de una

muestra, y dado que muchos de los instrumentos de medición

de espesores medir el éxito de espesor con un alto grado de

precisión usando este método parece apropiado incluir este

método de medición de la velocidad en el práctica.

NOTE X2.1-Con el método de doble sonda el tiempo de tránsito de pulso-

eco es una función no lineal de espesor de la muestra, lo que puede

introducir errores significativos cuando se usa esa técnica para mediciones

de velocidad. La no linealidad se discute en la norma ASTM E 797. Los

errores en la medición de la velocidad pueden ser minimizados mediante el

uso de un bloque de calibración que tiene tanto la velocidad y el grosor

casi igual a la de la muestra para ser medido. Sistemas de único

transductor son generalmente más adecuado para la velocidad de precisión

mediciones.

X2.7.3 Todos los instrumentos de los que se recomienda el

método de doble sonda de medición de espesores, incluyendo

unidades de visualización A-scan, así como unidades de lectura

de medidores, se han calibrado con precisión escalas. El

problema de paralaje se retira de muchas de las unidades de

visualización A-scan ya que la escala está grabado en la cara

interior de la pantalla o es integral con la señal de salida.

Parallax no es un gran problema con las unidades de lectura de

contadores o lectura digital unidades. X2.7.4 La mayor espesor de medición de doble sonda

instrumentos

utilizar el primero eco para la medición de lectura. Por lo tanto

la prueba rangos son por lo general fijo y calibrado con

precisión. No hay necesario para producir varios ecos de

espalda para obtener un tránsito promedio hora. X2.7.5 Las muestras con superficies curvas presentes menos

medi-

problemas Suring como el primero echo hacia atrás es más

representativo de profundidad o tiempo que una tarde de

regreso eco, por decir lo quinto desde un tubo pared. En la

tubería de diámetro pequeño el error puede ser mayor que para

equivalente apartamento especímenes. X2.7.6 Procedimiento:

X2.7.6.1 Calibrar el instrumento y la sonda en un bloque de

paso de acero de conocida velocidad. Mediante el ajuste de

retardo de barrido y variar los controles, garantizar que las

lecturas de espesor para dos o más espesores (alto y bajo) se

produzca en sus distancias adecuadas (Fig. X2.1). El

instrumento y la sonda son calibrados adecuadamente (1020 o

1095) de acero en 5900 m / s (2,32 3 10 5 in. / s).

X2.7.6.2 Mida el espesor de la parte con locity ve-

desconocido sin cambiar los controles de barrido o rango en el

instrumento. Compruebe el espesor real de la zona de prueba

con pinzas o una micrómetro. X2.7.6.3 Calcular la velocidad desconocida como de la siguiente manera:

FIG. Configuración X2.1 Instrumento Evite Errores debidos a Parallax

5

X2.8 Armónica Ola Método (Zero Método)

X2.8.1 Muro medición de espesor por medio de ultrasonidos,

ecosonda instrumentos se convertirá inexacta si sólo unos pocos

ecos pueden ser utilizados ya sea por una alta absorción, la

corrosión, o radiación desfavorable geometría. En esos casos, el

exactitud de los resultados se puede mejorar mediante la

sintonización del metro espesor de la pared a las ondas armónicas

de la frecuencia de eco (onda armónica método).

X2.8.2 Hasta ahora el método ha sido interferómetro usado

para la medición de precisión de la propagación del sonido. El

desarrollo adicional del método de la onda armónica puede

sustituir a la más bien complicado y requiere mucho tiempo

método en interferómetro todas aquellas casos dónde el último

exactitud de el último es no requerido. Bajo normal condiciones,

la medición exactitud de

0,5% o mejor se puede obtener con la llamada "Cero

método ".

X2.8.3 A modificación El método utiliza de ráfagas de radio de

Frecuencia (RF) irradiada desde un transductor en un largo

amortiguador barra y luego en la muestra, que es unas pocas

longitudes de onda de espesor. los amortiguador varilla es lo

suficientemente largo para contener la totalidad de las ráfagas de

RF, mientras que la explosión es lo suficientemente largo para

ocupar los tres viajes redondos en la muestra. Así, el estallido

interfiere consigo misma, ya que reverbera dentro de la muestra.

Un patrón característico de eco se produce cuando la distancia de

ida y vuelta en la muestra es igual a un número impar de medias

longitudes de onda; un número par da una diferente patrón. El

suplente dos patrones como el rf se cambia la frecuencia. Uno

parcelas fase frente a la frecuencia en unidades de ciclos frente

MHz. Un ciclo de fase se produce para cada repetición de uno de

los patrones característicos; entre los dos patrones existe 1/2ciclo

de fase. La pendiente de la fase de frente a la línea de frecuencia

es el tiempo de retardo ten microsegundos, y para una muestra de

espesor L, La velocidad es

v5 2L/t

En consecuencia, la velocidad se expresa por:

v 5 ~2L Fn!/@n 1 ~g/ 2p#!

X2.9.2 Se ha demostrado experimentalmente que el tamaño y la

forma efectos se reducen a eficazmente cero cada vez que hay al

menos 100 longitudes de onda del sonido en el espesor de la

muestra. Las frecuencias altas (10 a 20 MHz) se utilizan

generalmente para minimizar este efecto.

X2.9.3 La principal ventaja de la fase de comparación

X2.10 Superposición de impulsos Procedimiento

X2.10.1 Este método utiliza un pulso de radiofrecuencia

aplicada al transductor en los intervalos aproximadamente iguales

a la ida y vuelta en el tiempo de retardo de las ondas que viajan en

la muestra. Con el fin de observar los ecos superpuestos justo

después del último impulso aplicada, unos pulsos aplicados se

omiten periódicamente. Cuando el ecos se ponen en fase de ajuste

de la separación de tiempo Tentre las señales, un máximo en la

amplitud del pulso resultante se produce. En esta condición, la

siguiente ecuación es satisfecho:

5

Desde Tes aproximadamente un múltiplo del tiempo de retardo

de ida y vuelta d,el impulso aplicado se produce una vez por cada

viaje redondo retardo para p= 1. Generalmente, una serie de

mediciones de Ta diferente frecuencias entre F, La frecuencia de

resonancia del transductor, y 0.9 Frse hacen para obtener el

diferencia en TEntre Fry otra frecuencia F. El valor negativo de

DTque es más pequeño en magnitud corresponde a n= 0; a

excepción de las muestras de muy baja impedancia mecánica, el

tiempo de retardo viene dada por d=T+(g/ 2pF). La velocidad en

la muestra es V= 2 L/d,dónde Les la muestra largo.

X2.10.2 La ventaja de este método en particular es que el

acoplamiento al transductor se toma en cuenta para que este

método es muy adecuado para las mediciones dirigidas a las

variaciones de presión y temperatura. Con este método, el efecto

de acoplamiento entre el transductor y la muestra se puede hacer

insignificantemente pequeña. Por lo que se refiere a la exactitud de

este método, es dentro de unas pocas partes en 10 en condiciones

ideales, mientras que la de la comparación de fase en X2.9 está

dentro de una parte en 10 4.En esto método, sin embargo, es

posible enviar una señal fuerte en el espécimen, de modo que la

medición de la velocidad se puede hacer incluso si la atenuación

es alto.

X2.10.3 Se espera que la limitación de ambas técnicas a

dependerá de varios factores además de porosidad, tales como

tamaño de grano y límite de grano condiciones.

X2.11 Fase Velocity por Pulso-Eco-Superposición

Procedimiento

X2.11.1 En este método, los pares de ecos se comparan por

conducir el eje x de un osciloscopio de la visión a una frecuencia

igual al recíproco del tiempo de recorrido entre los ecos. Al elegir

la superposición cíclico correcto para el rf dentro de los ecos por la

DTmétodo explicado en X2.10, medición precisa de la velocidad

de fase de ultrasonidos se puede hacer. Cuando correcciones sobre

el avance de fase debido a ultrasonidos difracción

E 494

con mucha precisión y sin el error introducido de acoplamiento, ya

que el acoplamiento transductor efecto pueden ser evaluados. Esta

método también hace que sea posible medir la velocidad en una

muy pequeña muestra de dimensiones lineales tan pequeñas como

2 mm (0,08 pulg.).

6

X2.9 Comparación Fase Procedimiento

X2.9.1 Este método consiste en la superposición de los ecos de

dos pulsos que han hecho diferente número de idas y vueltas. Si

los ecos se hacen exactamente en fase por un ajuste crítico de

frecuencia, la expresión para ángulos de fase se puede escribir

como

se mejora la precisión del tiempo promedio de viaje de ida y

vuelta. El retraso es de una precisión de 0,2 ns o mejor, que

puede ser tan Por sólo 5 partes en 10 6en algunos casos. Para

materiales dispersivos, el retardo de grupo se puede obtener

mediante la superposición de la rectificado y detectado sobres

de Gauss (curva de la campana) en forma de rf ráfagas, que

tienen anchos de banda estrechos. Por lo tanto, la velocidad de

grupo se puede medir. En materiales no dispersivas (la mayoría

de los sólidos), pulsos digitales de banda ancha se pueden

utilizar en lugar de rf explosiones.

X2.12 de Sonic Resonancia

X2.12.1 El método de resonancia dinámico, o el método de

sonic, se ha desarrollado hasta el punto de que esta técnica se

puede considerar un método estándar de obtención de

velocidad sónica y las constantes elásticas de los sólidos. los

flexural, transversal, y frecuencias de resonancia de torsión de

un cuerpo sólido se determinan. A partir de estos valores, las

velocidades pueden ser computado. X2.12.2 La ventaja de este método es su conveniencia

y la simplicidad de la medición sin perder un alto la licenciatura

de exactitud. Es posible mediante este método para determinar

la módulos elásticos de agregado muy porosa compuestos. X2.12.3 La desventaja de este método sólo se plantea de

la limitación en el tamaño de la muestra a examinar. Cuando la

longitud más corta que se convierte en 3 pulg. (76 mm), la

frecuencia de resonancia fundamental torsional de un material

de alta módulos elásticos excede 40 kHz, por lo que se

requieren equipo especial y técnicas experimentales para

obtener resultados precisos. Por otra parte, las tres dimensiones

(longitud, anchura, y espesor) están implicados críticamente

en el cálculo de los módulos elásticos de la resonancia

frecuencia. Desde una práctica Punto de punto de vista, es

bastante difícil para la fabricación de pequeños especímenes

con una sección transversal uniforme dimensión. X2.12.4 Otro problema a considerar es la forma

factor de corrección en la ecuación que relaciona a la elástico

módulos a la resonancia frecuencia. Se ha recomendado ese

para especímenes rectangulares, la relación de longitud a ya

sea cruzar- dimensión de la sección no debe ser inferior a tres

a uno. Cuando se requieren valores exactos dentro de 0,1%, la

proporción es preferencia hábilmente no menos de seis a uno.

Por lo tanto, se convierte difícil a determinar los módulos de

elasticidad de los especímenes en masiva estructura. X2.12.5 La técnica de resonancia sónica se ha utilizado durante

mediciones de hasta 3.000 ° C.

X2.13 momentáneo Contacto Presión Acoplamiento

Técnica

X2.13.1 mediciones de longitudinal y ShearWave locity ve-

entre temperatura ambiente y después de 2000 ° C han sido

realizadas por la técnica desarrollada por Carnevale y

Lynnworth (1).4En esta técnica, las mediciones se realizan por

momentáneamente la presión de acoplamiento 1 MHz pulsos

longitudinales y de ondas de corte a través de una muestra y

medir el tiempo de tránsito (y amplitudes también, si la

atenuación se va a determinar). La medición de la velocidad

longitudinal y de ondas de corte tiene una precisión de

alrededor del 1%. La muestra de ensayo es un cilindro al

menos de cinco longitudes de onda de diámetro por varios

centímetros de largo. Dimensión requisitos profe- son

fácilmente satisfechas. En consecuencia, muestra de

preparación determinaciones de racionamiento y módulos son

relativamente simples. El método de contacto momentáneo es

también aplicable a la medición del espesor de la tubería,

"pipe" línea central defectos en palanquillas, interna la

temperatura y otro características de materiales a

E 494

X2.14 Mellado-Bar y cables por escaleras Técnicas

X2.14.1 Estas técnicas son aplicables a especímenes a granel

típicamente de 1 a 3 cm de diámetro por varios centímetros de

largo, o para delgados especímenes de menos de o igual a 3

mm de diámetro por varios centímetros de largo. Las muestras

se ensayaron típicamente desde temperatura ambiente a la

temperatura más alta de interés. X2.14.1.1 los masa espécimen es una extensión de la

amortiguador

varilla, pero de menor de diámetro. El cambio de diámetro crea

una primero eco. El extremo libre crea el segundo eco. Con

adecuado geometría, una onda longitudinal puede ser en parte

el modo convertida dentro de la muestra, produciendo ambos

ecos de las ondas longitudinales y de corte, de los cuales se

determinan tanto los módulos y la relación de Poisson. El

límite superior de temperatura normalmente es impuesta por la

conducción de calor en el amortiguador, o por la atenuación en

el amortiguador en las frecuencias de prueba empleados

normalmente, aproximadamente 1 a 10 MHz. El X2.14.1.2 esbelto muestra puede ser una extensión de el

cable de entrada amortiguador, pero más a menudo se utiliza un

dado amortiguador (para ejemplo, alambre de tungsteno, de 1

mm de diámetro por 1 m de largo) con una variedad de

diferente especímenes. Esta técnica es especialmente

conveniente para fibras de diámetro mucho menor que 1 mm, y

también para los bigotes de este de diámetro, y longitudes de

menos de 1 cm. El uso de un transductor magnetostrictivo

Joule-Wiedemann, pulsos sionales y de torsión extensiones de

aproximadamente 0,1 MHz frecuencia central se ponen en

marcha de forma simultánea y se propagan nondis- persively y

sin conversión modo por la amortiguador. Pero debido a su

velocidad diferencia, estos modos son claramente separados

por el momento en que alcanzan la muestra. Por lo tanto se

puede arreglar fácilmente para determinar ambas velocidades y

por lo tanto Young y módulos de corte y el coeficiente de

Poisson. A alta temperatura tura, la esbelta amortiguador

produce sólo una pequeña pérdida de calor. El espécimen

mismo sigue rápidamente la temperatura del horno. En algunos

casos, la auto-calentamiento eléctrico de la muestra se ha

utilizado para determinar la velocidad del sonido en

condiciones cíclicas, y en el punto de fusión refractaria

alambres.

X2.15 continua Ola (CW) Fase-Sensible

Técnicas

X2.15.1 Un sistema para la medición de fase en un

espécimen sobre una base cw consiste en un lock-in

amplificador, un transductor de entrada, y un transductor de

salida dispuesto para la transmisión a través de la muestra. los

amplificador contiene una fuente de frecuencia para cw el

entrada transductor. Como se varía la frecuencia, la fase de la

metro fase-cerradura amplificador registra cero (null) para

cada fase de 180 ° cambiar. Por lo tanto todos los demás de

cruce por cero es un ciclo de fase F . Una parcela es de fase en

función de la frecuencia en ciclos megahertz. La pendiente de

esta curva es el retardo de grupo tgen microsegundos a partir

del cual la velocidad de grupo se encuentra por la fórmula:

vg5 L/tg

X2.15.2 A materiales de estudio con este sistema, lo ideal

espécimen es o bien una placa ilimitada probado a través de su

espesor, o un alambre fino (diámetro de d) Ensayado a lo largo

de su longitud. en el primero caso, la pared lateral efectos son

inexistentes. En el segundo caso, la pared lateral efectos dar

lugar a la primero modo longitudinal solamente, y es no

dispersivo, siempre y cuando l es mucho mayor de d.Con especímenes de la unidad relación de aspecto más cerca (por un cubo, este

alta temperatura, típicamente 1000 ° C.

relación es exactamente la unidad), la multiplicidad de modos en el estructura

7

puede oscurecer los parámetros del material. entonces el

medición se convierte meramente cualitativa. Comparada

mediciones en ejemplares de forma y tamaño idénticos

podrían hacerse, sin embargo.

X2.15.3 El método es muy útil en las muestras altamente

atenuantes en los que no se pueden observar ecos, es decir,

para que una pérdida material de 20 dB o más en una sola

pasada a través de la muestra. A continuación, la fase es

monotónica en frecuencia, oferta lecturas sin ambigüedades.

Tanto dispersivo y no dispersivo materiales pueden ser

probados. Materiales no dispersivo no muestran variación de

tgcon la frecuencia (es decir, F es una línea recta frente a la

frecuencia), y luego la velocidad de grupo es igual a la fase de

velocidad. X2.16 Método alternativo para la medición Velocidades

de Materiales

X2.16.1 Un método alternativo al que se utiliza en este

recomendó práctica, pero en cual provisiones tener estado

hecho a (1) Eliminar errores debidos a Parallax, (2) Minimizar los errores debidos a

barrido imperfecta linealidad, y (3) Utilizar una velocidad de

modo en el bloque de calibración como la velocidad conocida

para todas las mediciones, se incluye como una técnica útil

para medir la velocidad ultrasónica en materiales.

X2.16.2 Velocity es la distancia recorrida por unidad de

tiempo; Por lo tanto, el tiempo (que se muestra en la pantalla

del instrumento ultrasónico pulso de eco como el

desplazamiento horizontal) es igual a la distancia dividida por

velocidad. Calibración de tiempo con múltiples reflexiones de

una pieza de Tmaterial grueso (distancia o longitud de

ultrasonidos, L) De la velocidad longitudinal conocida (Vl)da la

distancia dividida por velocidad:

Lu/Vl5 hora

Configuración de un tiempo igual en otro material cuya

tespesor se puede medir, se puede caer la referencia al tiempo.

Esto nos permite medir la velocidad por la relación de la

distancia a la velocidad:

Lu/Vl 5 L m/VX o VX/Vl 5 L m/Lu.

Como se trata de relaciones, podemos afirmar velocidades

en centímetros por segundo y longitudes en pulgadas u otras

unidades, siempre y cuando mantengamos ambas velocidades

en las mismas unidades y dos longitudes en las mismas

unidades. La ecuación puede ser simplificado a:

VX5 VlLm/Lu

dónde:

VX= Velocidad en una muestra medido (longitudinal o cizalla

en función de la unidad de búsqueda se utiliza en la

medida muestra), Vl= Conocido velocidad longitudinal en la calibración

bloque

(una unidad de búsqueda onda longitudinal viga recta

es usado para calibrar hora), Lm= longitud medida de la ruta de acceso física a través de la medi-

muestra Sured, y

Lu= Longitud de ultrasonidos de la trayectoria de tiempo

igual a través de la calibración bloque. Refundido en el general condiciones de el cifra, el

velocidad es:

VX 5 V l @Nuevo Testamento/~Nuevo Testamento 1

leyendo#!

dónde:

t= Espesor de la medida muestra, N= Número de calibración de regreso reflexiones antes de n

espalda reflexiones, y

T= Espesor de la lectura de bloque de calibración en unidades

de distancia calibrados directos desde el NTH

indicación al nº indicación.

Esta medición puede llevarse a cabo en los siguientes pasos: X2.16.2.1 espesor Medida Tde la muestra de calibrado y

espesor tde la muestra a ser medida usando un micrómetro o

pinza con capacidad de leer con precisión 60.0025 mm

(0,0001 in.). X2.16.2.2 Frote un lápiz en el multa escala (por ejemplo, 1

mm

o 1/32-in. divisiones) a escala grabado (como la escala de

acero en un conjunto escuadra combinada). Levantar la

calibración de la escala con una tira de cinta transparente.

Adjuntar a la pantalla del instrumento como se muestra en la

Fig. X2.1. Adjunte una segunda cinta de la escala a la pantalla

cubrir. (Superposición de las dos escalas Elimina los errores

en la lectura causados por la desalineación de la escala de

indicación y su ojo.) X2.16.2.3 Adjunte una unidad de búsqueda de haz directo al

instrumento

ción. El modo de onda unidad de búsqueda determina lo que se

medirá la velocidad. Por ejemplo, una gcuarzo corte, cuyo

movimiento es importante cambio de cara paralela a la

superficie de contacto, producirá una onda de corte viga recta.

Pareja de la unidad de búsqueda de la muestra a medir con

aceite o glicerina (el líquido más viscoso, isopolybutene,

proporciona un mejor acoplamiento para la medición de ondas

de corte). Ajuste los controles de instrumentos para

proporcionar el mayor número de clara vuelta reflexiones con

el rechazo (portapapeles , control de ping umbral) ajusta para

proporcionar tudes máximas amplitudes. Las mediciones no se

debe intentar con menos de dos de vuelta reflexiones y rara vez

es necesario el uso de más de diez espalda reflexiones. Cinco

de vuelta reflexiones proporcionar una buena precisión para la

medición de la velocidad. Marque la línea de barrido en el

borde izquierdo de la nº indicación con un lápiz graso (5t) Para

indicación oscura si el barrido se ajusta como se muestra en la

pantalla superior de la figura. X2.2. X2.16.2.4 Lea el número (N) De la espalda reflexiones

Entre

el impulso inicial y la marca de lápiz graso. Retrasar la Nª

vuelta reflexión posicionar su borde izquierdo en el primero

marca toda pulgadas en la escala. Control de barrido ajustar el

N+ 1 vuelta reflexión a posicionar su borde izquierdo a una

distancia igual al espesor (T) De la muestra desde el calibrado

Nespalda la reflexión. (Delay y barrido debe reajustarse dos o

tres veces para alcanzar Nposición en el primero incluso

pulgadas marca en la escala y Tespaciamiento de la escala

entre Ny N+ 1 reflexiones espalda.) Marcar amplitudes de Ny

N+ 1 en la pantalla con un lápiz graso y conectar los dos puntos

con una recta la línea. X2.16.2.5 Pareja la unidad de búsqueda a la muestra para

ser

medido. Ajuste de sensibilidad (ganancia) para ajustar la

amplitud de la espalda reflexión nen el Na N+ 1 línea de

amplitud. Leer distancia del primero incluso pulgadas marca

hasta el punto de la línea de barrido a la izquierda borde de la

espalda reflexión n; este es el leyendo.

A través X2.17 Transmisión-Pulse Echo

El X2.17.1 a través de la transmisión técnica es adecuada

para el uso en situaciones que implican superficies de las

muestras que no son idealmente apartamento y materiales

paralelas y también que sean altamente

E 494

n= Número de muestra medida espalda reflexiones, atenuante. Esta técnica, que utiliza más de uno

8

transductor, no requiere volver reflexiones en un tiempo lineal eje.

X2.17.2 En el método a través de la transmisión, si uno poder

recibir el pulso desde el transductor de transmisión, y luego una

medición de la velocidad es posible siempre que el espesor puede

ser determinada.

X2.17.3 Mediante la adición de un osciloscopio, se puede medir

Más

lectura de la hora exacta. El método aquí es para ver los impulsos

de salida en el ampliado f r- componente del pulso que puede ser

utilizado como un punto de referencia para localizar el pulso en el

eje de tiempo que ha sido calibrado apropiadamente por una

estándar.

X2.18 Velocimetría Métodos Independientes de Espesor

X2.18.1 mayoría de los métodos velocimetría ultrasónica se

basan en una ecuación de la formulario:

V5 X/t

dónde: V= velocidad,

X= Longitud de la trayectoria de ultrasonidos (es decir, x =

espesor, para a través de la transmisión, o x = dos veces

el espesor, para el pulso-eco), y t= Tránsito hora.

En contraste con estos métodos, hay varios otros métodos para

medir Vsin necesidad de conocimientos de X. Por lo tanto, pueden

ser apropiados cuando no es conveniente para determinar X; por

ejemplo, cuando solamente una superficie es accesibles.

X2.18.2 Reflectividad ángulo crítico-Este Método es basado

de Snell de ley. Se trata de la medición de uno de varios críticos

ángulos, dependiendo de qué tipo de onda (longitudinal, cizalla,

X2.18.3.2 La práctica dificultad tallos de tratar de la medida

tqdirectamente. De tal interés académico, se podría determinar

tqmidiendo el tiempo de la modulación de un haz de láser por los

ecos, donde el láser en efecto supervisa al menos una superficie

de la muestra. Esto, por supuesto, se limitará a las cuñas o

especímenes, o ambos, que eran ópticamente transparente, y sería

una medición relativamente complicado en cualquier evento.

X2.18.3.3 En principio, también se puede determinar V2En

términos del tiempo de tránsito tpmedido en incidencia normal, y

la distancia 2Wlo largo de la superficie de la muestra entre un par

de simétricos "pitch-and-captura" transductores de cuña, cuando la

distancia entre estos transductores se ajusta para la maxi- mamá

eco amplitud. Se puede demostrar ese

Ahora, Si las cuñas son tales que u1b= 45 °, esta simplifica a

2

Para específico velocidad de cuña V1,y mediciones de Wy

tp,el desconocido V2se puede estimar por un iterativo cálculo o

por interpolación a partir de los datos gráficos o tabulares

como se muestra en la Mesa X2.1. La precisión de este método

en general no es tan bueno como métodos metría veloci- más

convencionales. Se ve que depender de los valores relativos de

V1y V2,así como en el ángulo de incidencia. Los errores se

derivan de parte de la incertidumbre en la determinación W.

X2.18.4 Coeficiente de reflexión-En este método, V2es de-

Rived en términos de la presión acústica reflexión coeficiente

R(5). Uno puede medir Ren incidencia normal, en el

interfaz

FIG. Configuración X2.2 Instrumento de Leyendo

E 494

Rayleigh, etc.) es de interés. Denotando la velocidad de interés

como V2,La ley de Snell da V2en términos de la velocidad V1y el

ángulo inicial medida de la incidencia u1c en un medio adyacente

(normalmente agua) como de la siguiente manera:

V25 V1/pecado u1c

Este método ha sido descrito con mayor detalle por Rollins

(2) y por Becker (3).

X2.18.3 Diferencial Ruta o Diferencial Ángulo:

X2.18.3.1 Este método, de uso limitado (4), También se basa en

Snell de ley, y puede ser considerado cuando no es conveniente

para medir Xo u1c.Se puede entender mediante la aplicación de

Snell derecho dos veces, para dos diferente ángulos de incidencia.

Deja el ángulos de incidencia se denotarán u1lay u1b.Considere

los dos rayos refractados de modo similar en Medio 2, que

viajarán a lo largo de diferente caminos en ángulos refractadas

u2lay u2b.Ellos van a ser reflejada después de viajar en un medio 2

para intervalos tpy tq,respectivamente (tpy tqson el tiempo de

tránsito sólo ida). De nuevo denotando la velocidad en Medio 1

como V1,si nosotros definir LA| Cc pecado u1la/V1y B| Cc pecado

u1b/V1,puede demostrarse que, por isotrópica medios de

comunicación,

9

entre una primero medio (líquido o sólido) de ca- conocida

impedancia carac- Z1y el segundo medio. Es decir, uno

medidas R=-Eacoplado/Egratis,donde el E's son las amplitudes de

eco observados cuando se acoplan los dos medios y luego

desacoplado, respectivamente, para una onda en un medio que

incide sobre 1 Medio 2. Siempre que la densidad r 2en Medio

se sabe o 2 medible, la velocidad V2se puede determinar como

de la siguiente manera:

V2 5 ~Z1/r2! ~1 1 R!/~12 R!

X2.18.5 Velocity Ratios- En algunos casos, puede ser útil

para determinar la relación de dos velocidades de más de un

camino común (6). Esto a veces es más fácil que hacer que

para determinar acaba de

VT tL

VL5 tT

s 5 12 2~VT/VL!

El coeficiente de Poisson X2.18.5.1 s puede escribirse en

términos de estas relaciones como de la siguiente manera:

2

22 2~VT/VL! 2

X2.18.5.2 Por el contrario, la relación de velocidad puede

expresarse en términos de s como de la siguiente manera:

VT

V L 5 Π12 2s

2~12 s !

X2.18.5.3 En el caso de especímenes tales como alambres

redondos o varillas delgadas cuyo diámetro es pequeño en

comparación con las longitudes de onda, de tal manera que, en

lugar de la propagación de las longitudinal olas,

E ondas extensionales se propagan a una velocidad de

V = = E/r ,

dónde E=Young módulo y r =densidad, y torsional

T

ondas se propagan en V== G / r , dónde G= Esfuerzo cortante

módulo, la relación de velocidad varilla delgada es la

siguiente (8):

MESA X2.1 Calculado Valores de W / tppara ángulo de incidencia

de 45 ° W/tp, Sra

V2, Sra V1 = 5000 7500 10 000

2500 Sra Sra Sra Sra

0 0 0 0 0

1000 0,295 0,143 0.0947 0.0709 2000 1.37 0.59 0,384 0,286

3000 4.81 0,764 0,885 0,651

4000 ... 2.74 1.63 1.18

5000 ... 5.00 2.67 1.89

6000 ... 9.62 4.12 2.81

7000 ... 49.00 6.15 3.99

8000 ... ... 9.19 5.49

9000 ... ... 14.43 7.43

10 000 ... ... 28.3 10.00

E 494

uno velocidad, cuando la longitud del camino Xes sabido (7).

La relación de velocidad de las ondas longitudinales y de corte

es simplemente el recíproco de la relación de tiempo de

tránsito correspondiente como de la siguiente manera:

10

X3.1 Los valores indicados en este anexo han sido

recopilada de varias fuentes. Los valores no deben tomarse

como valores exactos debido a la efectos de las variaciones en

composición

y procesamiento, así como las condiciones de prueba. Son, en

general, suficientemente preciso para más práctica

aplicaciones.

MESA X3.1 acústica Velocity en Ingeniería Materiales

Material Densidad kg /

m3

Longitudinal Velocity Shear Velocity

Aluminio

2700

(Sra)

6300

3103(in. / s)

250

(Sra)

3130

3103(in. / s)

124 Berilio 1 850 12 400 488 8650 340

Bismuto 9800 2180 85 1100 43

Latón 8100 4370 173 2100 83

Bronce 8860 3530 139 2230 88

Cadmio 8600 2780 109 1500 59

Columbio 8580 4950 194 2180 85

Cobre 8900 4700 185 2260 88

Oro 19 300 3240 127 1200 47

El hafnio 11 300 3860 152 2180 82

Inconel 8250 5720 225 3020 119

Hierro, electrolítico 7900 5960 235 3220 128

Hierro, elenco 7200 3500 a 5600 138 a 222 2200 a 3200 87 a 131

Dirigir 11 400 2160 85 700 27

Dirigir antimonio 10 900 2160 85 810 32

Magnesio 1740 5740 227 3080 122

Monel 8830 6020 237 2720 107

Níquel 8800 5630 222 2960 118

Plástico (acrílico resina) 1180 2670 105 1120 44

Platinum 21 450 3960 155 1670 sesenta y cinco

Fusionado cuarzo 2200 5930 233 3750 148

Plata 10 500 3600 141 1590 62

Plata níquel 8750 4620 182 2320 91

Acero inoxidable (347) 7910 5790 226 3100 122

Acero inoxidable (410) 7670 5900 232 3300 130

Acero 7700 5900 232 3230 127

Estaño 7300 3320 130 1670 sesenta y cinco

Titanio 4540 6240 245 3215 126

Tungsteno 19 100 5460 214 2620 103

Uranio 18 700 3370 133 1930 76

Zinc 7100 4170 164 2410 94

Circonio 6490 4310 169 1960 77

MESA X3.2 densidades y por ultrasonidos Velocidades Algunos de cerámica

Materiales

Material Condición Densid

ad

(kg/m3)

%

Theo-

teóri-

Longitudinal Velocity Transversal Velocity

(Sra) Frecuencia

(Sra) Frecuencia

(MHz) (MHz)

Alfa de silicio carburo Sinterizado 3190 99+ 12 180 20 7680 20

3100 11 182 7510

3000

2900 90 11 020 6950

Aluminio óxido Sinterizado 3660 92 9850 50 5900 20 Extruido y sinterizado 3700 10 200LA 5890LA

3700 9970B 5930B,C

3700 9970B 5910B,D

Circonio óxido Sinterizado 5700 98 7040 30 3720 10

Térmicamente anciano 5680 7050 3760

El nitruro de silicio HIP 3200 99+ 10 800 50 6010 20

Silicio reforzado nitruro 30 vol% SIC bigotes 3200 99+ 10 800 50 6250 20 Silicio reforzado nitruro 25 vol% SIC fibras 2490 77 7600E 5 4700E,F

4300E,G

5

YBa2Cu3O7-x(superconductor) Fase única sin textura 5940 93 5120 20 3040 5

LAPropagación paralelo a la extrusión eje. BPropagación perpendicular a la extrusión eje. CLa polarización paralela a la extrusión eje. DLa polarización perpendicular a la extrusión

eje. EPropagación perpendicular a la fibra eje. FLa polarización paralela a la fibra eje. GLa polarización perpendicular a la fibra eje.

E 494

X3. Velocidad acústica EN INGENIERÍA MATERIALES

12

REFERENCIA

S

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X4. VARIACIÓN DE LA VELOCIDAD EN ACÚSTICO AGUA CON LA

TEMPERATURA

MESA X4.1 Variación del acústico Velocity en Agua con La

temperatura Temperatura, Temperatura, Velocidad Velocidad

° C (Sra) 3103(in. / s) ° C (Sra) 3103(in. / s)

15.0 1470.6 57.89 20.2 1483.6 58.40

15.2 1471.1 57.91 20.4 1484.1 58.42

15.4 1471.6 57.93 20.6 1484.6 58.44

15.6 1472.1 57.95 20.8 1485.1 58.46

15.8 1472.6 57.97 21.0 1485.6 58.48

16.0 1473.1 57.99 21.2 1486.1 58.50

16.2 1473.6 58.01 21.4 1486.6 58.52

16.4 1474.1 58.03 21.6 1487.1 58.54

16.6 1474.6 58.05 21.8 1487.6 58.56

16.8 1475.1 58.07 22.0 1488.1 58.58

17.0 1475.6 58.09 22.2 1488.6 58.60

17.2 1476.1 58.11 22.4 1489.1 58.62

17.4 1476.6 58.13 22.6 1489.6 58.64

17.6 1477.1 58.15 22.8 1490.1 58.66

17.8 1477.6 58.17 23.0 1490.6 58.68

18.0 1478.1 58.19 23.2 1491.1 58.70

18.2 1478.6 58.21 23.4 1491.6 58.72

18.4 1479.1 58.23 23.6 1492.1 58.74

18.6 1479.6 58.25 23.8 1492.6 58.76

18.8 1480.1 58.27 24.0 1493.1 58.78

19.0 1480.6 58.29 24.2 1493.6 58.80

19.2 1481.1 58.31 24.4 1494.1 58.82

19.4 1481.6 58.33 24.6 1494.6 58.84

19.6 1482.1 58.35 24.8 1495.1 58.86

19.8 1482.6 58.37 25.0 1495.6 58.88

20.0 1483.1 58.38

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