آزمون فراصوت

آزمون فراصوت (به انگلیسی: Ultrasonic Testing (UT)) یکی از روش‌های آزمون‌های غیر مخرب است. 
در این روش امواج فراصوت با فرکانس بالا و با دامنه کم به داخل قطعه فرستاده می‌شوند. امواج فراصوت ارتعاشات مکانیکی هستند که توسط ترنسدیوسرهای پیزوالکتریک در ماده الاستیک ایجاد می‌شوند. فرکانس امواج فراصوت عموماً بین ۰/۱ مگاهرتز تا ۵۰ مگاهرتز است. در اکثر کاربردهای صنعتی از فرکانس ۰/۵ مگاهرتز تا ۱۵ مگاهرتز استفاده می‌شود. 
این امواج پس از برخورد به هر گسستگی بازتابیده می‌شوند و قسمتی از این امواج به سمت حسگر رفته و حسگر آن را دریافت می‌کند. از روی دامنه و زمان بازگشت این امواج می‌توان به مشخصه‌های این گسستگی پی برد. از کاربردهای این روش می‌توان به اندازه‌گیری ضخامت و تشخیص عیوب موجود در قطعات نام برد. یکی از امتیازات مهم این روش توانایی آن در تشخیص عیوب بسیار کوچک به علت استفاده از فرکانس بالا و در نتیجه طول موج بسیار کوچک است .

اجزای سیستم آزمون فراصوت

اجزای سیستم آزمون فراصوت در شکل روبرو نمایش داده شده‌اند. در این سیستم، محرک(Pulser) موجی الکتریکی را به ترانسدیوسر فرستنده می‌فرستد.این امواج بسیار کوتاه (معمولاً حدود ۰/۱µsec)، تکرار شونده (با تناوب حدود ۱ میلی ثانیه) و دارای دامنه‌ای در اندازه صدها ولت هستند. ترانسدیوسر این موج الکتریکی را به موج صوتی تبدیل می‌کند. موج صوتی در داخل ماده منتشر شده و در صورت وجود هر گونه ناپیوستگی در ماده منعکس می‌شود. موج منعکس شده توسط ترانسدیوسر گیرنده دریافت می‌شود و به موج الکتریکی تبدیل می‌شود. این امواج، سپس بر روی اسیلسکوپ نمایش داده می‌شوند و همچنین برای تحلیل دقیقتر ممکن است به کامپیوتر فرستاده شوند.

واحد محرک−گیرنده

واحد محرک−گیرنده (به انگلیسی: Pulser-Receiver) در کاربردهای میدانی و کارگاه‌ها استفاده می‌شود و معمولاً دارای یک اسیلوسکوپ برای نمایش داده‌ها نیز می‌باشد. وظیفه اصلی این واحد فرستادن سیگنال محرک به ترنسدیوسر فرستنده و دریافت سیگنال از ترنسدیوسر گیرنده می‌باشد. این واحد همچنین معمولاً دارای میکروپروسسورهای متعددی برای مقاصد کالیبره کردن و تحلیل داده‌ها نیز می‌باشد.

اِی‌اسکن

اگر توسط ترنسدیوسر فرستنده سیگنالی فرستاده شود و توسط گیرنده دریافت شود، سیگنال حاصله سیگنالی است بر حسب زمان و در نتیجه سیگنالی است یک بعدی. به این سیگنال، سیگنال ای اسکن (A-Scan) گویند.

بی‌اسکن

اگر ترنسدیوسر را بر روی نمونه مورد آزمون حرکت دهیم و در هر نقطه سیگنالی فرستاده و دریافت شود، مجموعه‌ای از سیگنال‌های یک بعدی نتیجه خواهد شد. در نتیجه سیگنال حاصله ماتریسی دو بعدی است که می‌توان آن را به صورت یک تصویر دو بعدی نمایش داد. به این گونه نمایش سیگنال فراصوت بی اسکن (B-Scan) گویند. گاهی سیگنال بی اسکن به صورت سیگنالی یک بعدی نمایش داده می‌شود، بدین صورت که از هر ای اسکن زمانی که سیگنال دارای حداکثر دامنه است تعیین می‌گردد، پس برای هر موقعیت ترنسدیوسر مقداری زمانی خواهیم داشت و می‌توان این مقدار زمانی را بر حسب مکان ترسیم نمود.

سی‌اسکن

حال اگر پویش دو بعدی صورت گیرد، یعنی یکی از سطوح نمونه پویش شود، آنگاه سیگنال حاصله تصویری سه بعدی از نمونه مورد آزمایش می‌دهد که به آن سی اسکن (C-Scan) گویند. البته همانطور که بی اسکن را می‌توان به صورت سیگنالی یک بعدی نمایش داد، سیگنال سی اسکن را نیز می‌توان به صورت دو بعدی نمایش داد.

تحلیل داده‌های فراصوت

علی‌رغم این که روش فراصوت دارای مزایای زیادی است و می‌تواند به لحاظ نظری عیوب بسیار کوچک را تشخیص دهد، اما در عمل به علت وجود نویز قدرت تشخیص این روش بسیار پایین‌تر از مقادیر نظری است. نکته حائز اهمیت آن است که امروزه با وجود ترنسدیوسرهای با حساسیت‌های بالا که در این آزمون‌ها استفاده می‌شود، نمی‌توان انتظار بهبود قابل توجهی به لحاظ سخت‌افزاری در این زمینه داشت. در واقع برخلاف بسیاری از آزمون‌های دیگر در این روش محدودیت نه بر روی سخت‌افزار بلکه بر روی روش‌های مورد استفاده در پردازش سیگنال‌های فراصوت می‌باشد