تستخدم كل من معدات التصوير المقطعي الصوتي للمسح المغمور بالماء ومعدات التصوير المقطعي الصوتي للمسح الضوئي لسقوط المياه طريقة NDT (الفحص بدون تلامس). إنهم يستخدمون الماء كوسيلة اقتران لنقل الموجات فوق الصوتية إلى قطعة العمل التي يتم فحصها. ومع ذلك، فهي تختلف بشكل كبير من حيث المبدأ الأساسي للمعدات، والتصميم الهيكلي، والتطبيقات، فضلا عن مزاياها وعيوبها.
فيما يلي مقارنة منهجية بين جهازي التصوير المقطعي الصوتي:
المبدأ الأساسي
طريقة اقتران |
مسح بالموجات فوق الصوتية مغمورة بالماء |
المسح بالموجات فوق الصوتية لسقوط الماء |
اقتران الغمر الشامل. يتم غمر قطعة العمل والمسبار (أو أحدهما) بالكامل في خزان المياه. |
اقتران محلي. يتم تشكيل عمود ماء ثابت من خلال الفوهة، ليكون بمثابة جسر اقتران بين المسبار وقطعة العمل. |
|
مسار شعاع الصوت |
تنتشر الموجة الصوتية لمسافة طويلة في الماء قبل دخول قطعة العمل. ينتشر شعاع الصوت في الماء. |
تدخل الموجة الصوتية إلى قطعة العمل من خلال عمود الماء بطول قصير جدًا أو ثابت. يتم التحكم بشكل جيد في انتشار شعاع الصوت. |
حركة المسح |
عادة، يتم تثبيت قطعة العمل، ويتحرك المسبار بدقة على طول المحاور X وY وZ. |
عادة، يتم استخدام ذراع جسرية أو ذراع آلية لتحريك رأس الرش (مع مسبار مدمج) للمسح فوق قطعة العمل، والتي يمكن أن تكون ثابتة أو متحركة. |
الهيكل والتكوين
الأجزاء الرئيسية |
مسح بالموجات فوق الصوتية مغمورة بالماء |
المسح بالموجات فوق الصوتية لسقوط الماء |
حوض كبير (يتطلب نظام معالجة المياه منزوع الأيونات) إطار مسح ثلاثي الأبعاد عالي الدقة مسبار الغمر وتركيباته تركيبات الشغل تداول المياه، والترشيح، ونظام ترموستاتي |
رأس الرش (متكامل مع مسبار وفوهة بالموجات فوق الصوتية) آلية المسح العملاقة أو الذراع الآلية نظام إمداد مستقل لتدوير المياه (خزان المياه، مضخة المياه، الفلتر) جهاز إعادة تدوير المياه (اختياري) منصة دعم الشغل |
|
تعقيد النظام |
عالية نسبيا. ويتطلب صيانة خزانات مياه كبيرة وجودة المياه، كما أن النظام ضخم. |
منخفضة نسبيا. الهيكل أكثر إحكاما، مما يلغي الحاجة إلى خزان غمر كبير. |
المرونة |
منخفضة نسبيا. حجم قطعة العمل محدود بحجم خزان المياه، مما يجعل من الصعب استبدال حجم قطعة العمل. |
عالية نسبيا. من الناحية النظرية، يمكن مسح أي قطعة عمل كبيرة، طالما أن آلية المسح تغطي المنطقة. |
الأداء والتطبيق
دقة الكشف والقرار |
مسح بالموجات فوق الصوتية مغمورة بالماء |
المسح بالموجات فوق الصوتية لسقوط الماء |
عالية للغاية. مع بيئة مائية مستقرة، وتحكم دقيق في مسار الصوت، وتركيز سهل التحقيق (عدسة صوتية أو تركيز رقمي)، يمكن الحصول على دقة عالية جدًا ونسبة الإشارة إلى الضوضاء. |
عالي. على الرغم من أن عمود الماء قد يُحدث تقلبات طفيفة، إلا أنه لا يزال من الممكن تحقيق دقة عالية من خلال التصميم الجيد، مما يجعله شائع الاستخدام في الكشف عالي الأداء. |
|
سرعة المسح |
بطيئة نسبيا. وهي محدودة بسرعة وتسارع المسح الميكانيكي، ويجب مراعاة مقاومة الماء. |
عادة أسرع. يتميز الهيكل الميكانيكي بخفة الوزن، مما يسمح بتسارع أعلى، مما يجعله مناسبًا للمسح السريع على مساحة كبيرة. |
قطعة عمل قابلة للتطبيق |
قطع عمل صغيرة ومتوسطة الحجم ومعقدة الشكل وعالية القيمة. |
قطع عمل متوسطة وكبيرة الحجم، تشبه الصفيحة أو منحنية ببساطة. |
القدرة على التكيف السطحي |
متطلبات تسطيح سطح قطعة العمل عالية، وتتطلب الأسطح المعقدة تخطيط مسار ثلاثي الأبعاد والتحكم المستمر في مسافة الماء. |
إنها تتمتع بقدرة جيدة على التكيف مع الأسطح المنحنية بلطف ويمكنها الحفاظ على استقرار عمود الماء المقترن من خلال نظام مؤازر. ومع ذلك، فإنها تواجه تحديات أكبر عند التعامل مع الأسطح المعقدة ذات الاختلافات الكبيرة في الارتفاع. |
ماء درجة حرارة تأثير |
حساس. تؤثر التغيرات في درجة حرارة الماء على سرعة الصوت وأداء المسبار. من الضروري وجود نظام درجة حرارة ثابتة. |
أقل حساسية. مع عمود الماء الصغير والتبادل الحراري السريع، يكون التأثير بسيطًا نسبيًا. |
ملخص المزايا والعيوب
نوع مغمور في الماء |
ميزة |
عيب |
تعتبر أداة التوصيل أكثر استقرارًا، مع تناسق إشارة وتكرار ممتازين. |
تشغل المعدات مساحة كبيرة وتتحمل تكاليف بنية تحتية عالية. |
|
مع أعلى دقة، فهو مناسب بشكل خاص للكشف عن العيوب الدقيقة |
حجم قطعة العمل محدود بالحوض. |
|
من السهل تحقيق تركيز الشعاع واكتشاف الزوايا المعقدة (مثل المسح المرحلي للصفيف S) |
الصيانة معقدة (معالجة جودة المياه، منع الصدأ، التنظيف) |
|
يتمتع المسبار بعمر افتراضي طويل ويعمل في بيئة عمل معتدلة |
تحميل وتفريغ المواد غير مريح، ووقت التحضير للاختبار طويل. |
|
مناسب للتصوير بالمسح الضوئي C التلقائي، بجودة صورة عالية |
إنها غير مناسبة لقطع العمل الحساسة للماء أو التي تتطلب معالجة لاحقة مرهقة. |
|
نوع سقوط الماء |
إنه يتميز بمرونة عالية وقادر على اكتشاف قطع العمل كبيرة الحجم |
استقرار الاقتران ضعيف قليلاً، وقد يتأثر عمود الماء بالاهتزاز، وتدفق الماء، وظروف السطح. - صعوبة اكتشاف الأسطح العمودية أو المائلة. قد تحدث رذاذ الماء، مما يتطلب تدابير الحماية والتعافي |
تم دمج المسبار في الفوهة، مما يجعل الصيانة والاستبدال أمرًا مزعجًا. في ظل متطلبات الدقة العالية للغاية، ستكون الدقة أقل من تلك الخاصة بالنوع المغمور بالماء. |
اقتراحات الاختيار
وينبغي أن تؤخذ الاعتبارات الأساسية التالية في الاعتبار:
• اختر النوع المغمور في الماء في الحالات التي:
وتتمثل المهمة الأساسية في تلبية متطلبات دقة الكشف والدقة وجودة الصورة (مثل البحث والتطوير والفحص الكامل للمكونات عالية القيمة).
قطعة العمل متوسطة الحجم وقابلة للحركة.
وتتميز مهام التفتيش في الغالب بتعدد الأصناف والدفعات الصغيرة والتعقيد العالي.
توجد مساحة مختبرية كافية وميزانية كافية لصيانة المعدات.
• اختر نوع شلال الماء في الحالات التالية:
قطعة العمل كبيرة جدًا أو ثقيلة جدًا بحيث لا يمكن غمرها أو يصعب تحريكها.
مطلوب إنتاجية كشف عالية وسرعة المسح.
الأشياء الرئيسية التي يتم فحصها هي الألواح المسطحة أو الألواح ذات الانحناء الكبير أو المقاطع الطويلة.
المساحة المتاحة محدودة.
النوعان المذكوران أعلاه من معدات التصوير المقطعي الصوتي لا يمكن استبدالهما بشكل كامل. تتميز الأنظمة الحديثة المتطورة أيضًا بتصميمات هجينة، مثل 'خزانات الغمر الجزئي للمياه' أو 'قارنة سقوط الماء'، بهدف الجمع بين مزايا كليهما. وفي الوقت نفسه، سواء كان الأمر يتعلق بالغمر بالماء أو سقوط الماء، تركز المعدات على تقنيات التصوير المتقدمة مجتمعة بشكل متزايد مثل المصفوفة المرحلية بالموجات فوق الصوتية (PAUT) وطريقة التركيز الكلي (TFM) لتعزيز قدرة الكشف وكفاءته.
