How to Choose the Right Ultrasonic Transducer?

Why Choosing the Right Ultrasonic Probes is Important?

正確な測定を行うには、適切な超音波プローブの選択が不可欠です。, 信頼性のある, 効率的な超音波検査. 検出感度などを考慮して, 材料の適合性, 検査深さ, 解決, 操縦性, およびアプリケーション固有の要件, 検査プロセスを最適化し、試験された材料の完全性に関する貴重な洞察を得ることができます。

1. 検出感度: Ultrasonic probes vary in their sensitivity to detect flaws or defects in the test material. プローブが異なれば特性も異なります, 周波数やビーム角度など, さまざまなサイズや深さの欠陥を検出して特徴付ける能力に影響を与える. 適切なプローブを選択することで, 検査の感度を最適化し、小さな欠陥や微妙な欠陥も正確に検出できるようになります。.

2. 材質の適合性: Different materials have varying acoustic properties, 音速や減衰など. プローブは、さまざまな材質の種類に合わせて特定の周波数と構成で設計されています. 検査対象の材質と互換性のあるプローブを選択することで、最適な結合と信号伝送が保証されます。, 正確で信頼性の高い結果につながる.

3. 検査深さ: The selection of ultrasonic probes also affects the inspection depth or penetration capability. 周波数が高いプローブは分解能が高く、薄い材料の検査や表面近くの傷の検出に適しています。. 一方で, より低い周波数のプローブは、より厚い材料の貫通力を高めたり、より深い傷を検出したりできます。. Choosing probes with the appropriate frequency allows you to achieve the desired inspection depth.

4. Resolution and Imaging Quality: The choice of probes significantly impacts the resolution and imaging quality of the ultrasonic inspection. Probes with narrower beam angles provide better lateral resolution and are suitable for detecting small flaws or features. Wider beam angles are more suitable for inspecting larger areas with lower resolution requirements. By selecting probes with the proper beam angle, you can obtain clear and detailed images that aid in flaw characterization and analysis.

5. Accessibility and Maneuverability: Ultrasonic probes come in various sizes and shapes, and their physical characteristics play a role in the accessibility and maneuverability during inspections. プローブは、適切な位置決めと効率的なスキャンを確保するために、テスト対象物の形状と表面状態に基づいて選択する必要があります。. 目的の検査領域で簡単に操作できるプローブを選択すると、徹底的なカバレッジと正確なデータ収集が可能になります。.

6. アプリケーション固有の要件: Certain applications may have specific requirements or challenges that necessitate the use of specialized probes. 例えば, 高温環境では、適切なコーティングまたは冷却機構を備えたプローブが必要になる場合があります. 腐食性または過酷な環境では、強化された耐久性または保護機能を備えたプローブが必要になる場合があります. このようなアプリケーション固有の要件を考慮することで、選択したプローブが意図した条件で効果的に動作できることが保証されます。.

What are the Types of Ultrasonic Transducers?

1. Contact (Single Element) Transducers: Contact transducers are the most basic type of ultrasonic transducers. 超音波を発生および受信する単一の圧電素子で構成されています。. 接触式トランスデューサは汎用性があり、さまざまな用途で広く使用されています, 探傷も含めて, 厚さ測定, および材料の特性評価.

2. 二振動子トランスデューサー: Dual element transducers, 名前が示すように, 2 つの圧電素子で構成され、1 つは超音波を生成し、もう 1 つは反射信号を受信します。. これらのトランスデューサは表面付近の分解能が向上し、粗い表面やコーティングのある材料の検査に特に役立ちます。.

3. 斜角探触子: Angle beam transducers are designed to generate ultrasonic waves at a specific angle to the surface of the material being tested. これらのトランスデューサは、溶接検査や、感度とカバレージを向上させるために音響ビームを斜めに向ける必要があるその他の用途での探傷とサイジングに一般的に使用されます。.

4. 水浸トランスデューサ: Immersion transducers are specifically designed for ultrasonic inspections conducted in liquid environments. これらのトランスデューサはカップリング液に浸されています, 水や油などの, 超音波を送受信する. 水浸トランスデューサは優れた信号品質を提供し、高解像度のイメージングを必要とするアプリケーションでよく使用されます。, 医療画像処理や重要なコンポーネントの非破壊検査など.

5. フェーズドアレイトランスデューサ: Phased array transducers are advanced and highly versatile transducers that consist of multiple individual elements controlled by electronic circuitry. 各要素のタイミングと振幅を操作することで, フェーズドアレイトランスデューサは、超音波ビームを電子的に操縦し、焦点を合わせることができます, 複雑な形状の正確な検査と、機械的な動作を必要とせずに複数の角度と深さをスキャンする機能が可能になります。.

6. Time-of-Flight Diffraction (TOFD) Transducers: TOFD transducers are specifically designed for Time-of-Flight Diffraction inspections, 溶接部の亀裂や欠陥の検出とサイズ測定に使用されます。. これらのトランスデューサは 2 つの角度のついた要素で構成されており、1 つは回折信号の送信用、もう 1 つは受信用です。. TOFD トランスデューサは正確な欠陥サイズを提供し、溶接品質評価によく使用されます。.

How to Choose the Right Ultrasonic Transducer?

頻度

トランスデューサの周波数によって、さまざまなサイズの欠陥を検出し、さまざまな材料を貫通する能力が決まります。. Higher frequencies (e.g., 5 MHzから 15 MHz) are suitable for inspecting thin materials or detecting small flaws close to the surface. Lower frequencies (e.g., 1 MHzから 5 MHz) provide better penetration for thicker materials or detecting deeper flaws.

トランスデューサの種類

超音波振動子にはさまざまな種類があります, including contact (single element), デュアルエレメント, およびフェーズドアレイトランスデューサー. 接触型トランスデューサは最も一般的であり、汎用検査に適しています。. デュアルエレメントトランスデューサーは表面近くの解像度が向上し、粗い表面を処理できます. フェーズド アレイ トランスデューサは、複雑な検査に高度なビーム ステアリングおよび集束機能を提供します.

光線角度

ビーム角度によって検査範囲と解像度が決まります. ビーム角が狭いほど解像度は向上しますが、カバーできる範囲は狭くなります, ビーム角が広いとより広いエリアをカバーできますが、解像度は低くなります。. 特定の用途や検査要件に適したビーム角度を選択してください.

プローブのサイズと形状

テスト対象物に対するトランスデューサプローブのサイズと形状、および検査エリアへのアクセスのしやすさを考慮してください。. 正確かつ包括的な検査結果を得るために、プローブが適切に配置され、操作できることを確認します。.

材質の適合性

材質が異なれば音響特性も異なります, したがって、検査対象の材料と互換性のあるトランスデューサを選択することが重要です. 一部のトランスデューサーは、特定の素材向けに特別に設計されています, 金属などの, プラスチック, 複合材, またはコンクリート.

環境への配慮

トランスデューサが使用される環境条件を考慮する. 温度などの要因, 湿度, 化学薬品や腐食性物質にさらされると、トランスデューサの性能と耐久性に影響を与える可能性があります。. 選択したトランスデューサーが意図した環境条件に適していることを確認してください.

メーカーと品質

高品質で信頼性の高い機器の製造で知られる信頼できるメーカーのトランスデューサを選択してください. 業界標準を満たし、厳格なテストと校正プロセスを経たトランスデューサーを探してください。.

アプリケーション固有の機能

一部のトランスデューサは、特定の用途や検査ニーズに応える追加機能やアクセサリを提供する場合があります。. 例としては、高温用途向けのウェアプレートが挙げられます。, 表面波検査用遅延線, または耐久性を向上させるための特殊なコーティング.