อุปกรณ์สแกนอะคูสติกเอกซเรย์สแกนแบบจุ่มน้ำและอุปกรณ์สแกนอะคูสติกเอกซ์เรย์แบบตกน้ำใช้วิธีการ NDT (การตรวจสอบแบบไม่สัมผัส) พวกเขาใช้น้ำเป็นตัวกลางในการเชื่อมต่อเพื่อส่งคลื่นอัลตราโซนิกไปยังชิ้นงานที่กำลังตรวจสอบ อย่างไรก็ตาม มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในแง่ของหลักการแกนของอุปกรณ์ การออกแบบโครงสร้าง การใช้งาน ตลอดจนข้อดีและข้อเสีย

ด้านล่างนี้คือการเปรียบเทียบอย่างเป็นระบบของอุปกรณ์ Scanning Acoustic Tomography ทั้งสองเครื่อง:
หลักการสำคัญ
วิธีการเชื่อมต่อ |
การสแกนอัลตราโซนิกแช่น้ำ |
การสแกนอัลตราโซนิคน้ำตก |
การมีเพศสัมพันธ์แบบจุ่มโดยรวม ชิ้นงานและโพรบ (หรือหนึ่งในนั้น) จุ่มลงในถังเก็บน้ำจนสุด |
การมีเพศสัมพันธ์ในท้องถิ่น คอลัมน์น้ำที่มีความเสถียรถูกสร้างขึ้นผ่านหัวฉีด ซึ่งทำหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมต่อระหว่างโพรบและชิ้นงาน |
|
เส้นทางลำแสงเสียง |
คลื่นเสียงจะแพร่กระจายในน้ำเป็นระยะทางไกลก่อนเข้าสู่ชิ้นงาน ลำแสงเสียงกระจายไปในน้ำ |
คลื่นเสียงเข้าสู่ชิ้นงานผ่านทางคอลัมน์น้ำที่สั้นมากหรือคงที่ ควบคุมการกระจายของลำแสงเสียงได้ดี |
กำลังสแกนการเคลื่อนไหว |
โดยปกติแล้ว ชิ้นงานจะได้รับการแก้ไข และโพรบจะเคลื่อนที่ไปตามแกน X, Y และ Z อย่างแม่นยำ |
โดยทั่วไป จะใช้โครงสำหรับตั้งสิ่งของหรือแขนหุ่นยนต์เพื่อขับเคลื่อนหัวฉีดพ่น (พร้อมหัววัดในตัว) เพื่อสแกนเหนือชิ้นงาน ซึ่งสามารถยึดกับที่หรือเคลื่อนย้ายได้ |
โครงสร้างและองค์ประกอบ
ส่วนหลัก |
การสแกนอัลตราโซนิกแช่น้ำ |
การสแกนอัลตราโซนิคน้ำตก |
อ่างล้างจานขนาดใหญ่ (ต้องใช้ระบบบำบัดน้ำแบบ deionized) กรอบการสแกน 3 มิติที่มีความแม่นยำสูง โพรบแช่และฟิกซ์เจอร์ อุปกรณ์จับยึดชิ้นงาน การไหลเวียนของน้ำ การกรอง และระบบควบคุมอุณหภูมิ |
หัวฉีดพ่น (รวมเข้ากับหัววัดอัลตราโซนิกและหัวฉีด) กลไกการสแกนขาหรือแขนหุ่นยนต์ ระบบจ่ายน้ำหมุนเวียนอิสระ (แท้งค์น้ำ ปั้มน้ำ เครื่องกรองน้ำ) อุปกรณ์รีไซเคิลน้ำ (อุปกรณ์เสริม) แท่นรองรับชิ้นงาน |
|
ความซับซ้อนของระบบ |
ค่อนข้างสูง. ต้องบำรุงรักษาถังเก็บน้ำขนาดใหญ่และคุณภาพน้ำ และระบบมีขนาดใหญ่ |
ค่อนข้างต่ำ. โครงสร้างมีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น ทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้ถังแช่ขนาดใหญ่ |
ความยืดหยุ่น |
ค่อนข้างต่ำ. ขนาดของชิ้นงานถูกจำกัดด้วยขนาดของถังเก็บน้ำ ทำให้การเปลี่ยนขนาดชิ้นงานเป็นเรื่องยาก |
ค่อนข้างสูง. ตามทฤษฎีแล้ว สามารถสแกนชิ้นงานขนาดใหญ่ใดๆ ก็ได้ ตราบใดที่กลไกการสแกนครอบคลุมพื้นที่นั้น |
ประสิทธิภาพและการใช้งาน
ความแม่นยำในการตรวจจับ และความละเอียด |
การสแกนอัลตราโซนิกแช่น้ำ |
การสแกนอัลตราโซนิคน้ำตก |
สูงมาก. ด้วยสภาพแวดล้อมทางน้ำที่มั่นคง การควบคุมเส้นทางเสียงที่แม่นยำ และการโฟกัสที่ง่ายต่อการบรรลุ (เลนส์อะคูสติกหรือการโฟกัสแบบดิจิทัล) จึงสามารถได้ความละเอียดและอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนที่สูงมาก |
สูง. แม้ว่าคอลัมน์น้ำอาจมีความผันผวนเล็กน้อย แต่การออกแบบที่ดียังคงสามารถมีความแม่นยำสูงได้ ทำให้มักใช้ในการตรวจจับที่มีประสิทธิภาพสูง |
|
ความเร็วในการสแกน |
ค่อนข้างช้า. มันถูกจำกัดด้วยความเร็วและความเร่งของการสแกนเชิงกล และต้องคำนึงถึงความต้านทานของน้ำด้วย |
มักจะเร็วกว่า โครงสร้างทางกลมีน้ำหนักเบากว่า ช่วยให้มีความเร่งสูงขึ้น ทำให้เหมาะสำห่างรวดเร็วในพื้นที่ขนาดใหญ่ |
ชิ้นงานที่ใช้งานได้ |
ชิ้นงานขนาดเล็กและขนาดกลาง รูปทรงซับซ้อน มีมูลค่าสูง |
ชิ้นงานขนาดกลางและใหญ่ ลักษณะคล้ายแผ่นหรือโค้งธรรมดา |
การปรับตัวของพื้นผิว |
ข้อกำหนดสำหรับความเรียบของพื้นผิวชิ้นงานนั้นอยู่ในระดับสูง และพื้นผิวที่ซับซ้อนจำเป็นต้องมีการวางแผนเส้นทาง 3 มิติและการควบคุมระยะห่างของน้ำอย่างต่อเนื่อง |
มีความสามารถในการปรับตัวได้ดีกับพื้นผิวโค้งเล็กน้อย และสามารถรักษาเสถียรภาพของคอลัมน์น้ำที่เชื่อมต่อผ่านระบบเซอร์โว อย่างไรก็ตาม ต้องเผชิญกับความท้าทายที่ยิ่งใหญ่กว่าเมื่อต้องรับมือกับพื้นผิวที่ซับซ้อนซึ่งมีความสูงที่แตกต่างกันอย่างมาก |
น้ำ อุณหภูมิ ผลกระทบ |
อ่อนไหว. การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของน้ำส่งผลต่อความเร็วเสียงและประสิทธิภาพของโพรบ จำเป็นต้องมีระบบอุณหภูมิคงที่ |
อ่อนไหวน้อยลง ด้วยคอลัมน์น้ำขนาดเล็กและการแลกเปลี่ยนความร้อนอย่างรวดเร็ว ผลกระทบจึงค่อนข้างน้อย |
สรุปข้อดีและข้อเสีย
ประเภทแช่น้ำ |
ข้อได้เปรียบ |
ข้อเสีย |
คัปปลิ้งมีเสถียรภาพมากที่สุด โดยมีความสม่ำเสมอของสัญญาณที่ดีเยี่ยมและสามารถทำซ้ำได้ |
อุปกรณ์นี้ใช้พื้นที่ขนาดใหญ่และมีค่าใช้จ่ายด้านโครงสร้างพื้นฐานสูง |
|
ด้วยความละเอียดสูงสุด จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตรวจจับข้อบกพร่องระดับไมโคร |
ขนาดของชิ้นงานถูกจำกัดด้วยอ่างล้างจาน |
|
ง่ายต่อการบรรลุการโฟกัสลำแสงและการตรวจจับมุมที่ซับซ้อน (เช่น Phased Array S-scan) |
การบำรุงรักษามีความซับซ้อน (การบำบัดคุณภาพน้ำ การป้องกันสนิม การทำความสะอาด) |
|
หัววัดมีอายุการใช้งานยาวนานและทำงานในสภาพแวดล้อมการทำงานที่ไม่รุนแรง |
การขนถ่ายวัสดุไม่สะดวก และใช้เวลาในการเตรียมการทดสอบนาน |
|
เหมาะสำหรับการถ่ายภาพด้วย C-scan อัตโนมัติด้วยคุณภาพของภาพสูง |
ไม่เหมาะสำหรับชิ้นงานที่ไวต่อน้ำหรือต้องผ่านกระบวนการที่ยุ่งยากในภายหลัง |
|
ประเภทน้ำตก |
มีความยืดหยุ่นสูงและสามารถตรวจจับชิ้นงานขนาดใหญ่ |
ความเสถียรของข้อต่อไม่ดีเล็กน้อย และคอลัมน์น้ำอาจได้รับผลกระทบจากการสั่นสะเทือน การไหลของน้ำ และสภาพพื้นผิว ความยากในการตรวจจับพื้นผิวแนวตั้งหรือเอียง อาจเกิดการกระเด็นของน้ำได้ โดยต้องมี มาตรการป้องกันและฟื้นฟู |
หัววัดถูกรวมเข้ากับหัวฉีด ทำให้การบำรุงรักษาและการเปลี่ยนยุ่งยาก ภายใต้ข้อกำหนดที่มีความแม่นยำสูงมาก ความละเอียดจะต่ำกว่าชนิดที่จุ่มน้ำ |
คำแนะนำการเลือก
ควรคำนึงถึงข้อควรพิจารณาหลักต่อไปนี้:
• เลือกแบบแช่น้ำในกรณีที่:
ภารกิจหลักคือการตอบสนองข้อกำหนดด้านความแม่นยำในการตรวจจับ ความละเอียด และคุณภาพของภาพ (เช่น การวิจัยและพัฒนา และการตรวจสอบส่วนประกอบที่มีมูลค่าสูงอย่างเต็มรูปแบบ)
ชิ้นงานมีขนาดปานกลางและเคลื่อนย้ายได้
งานตรวจสอบส่วนใหญ่จะมีลักษณะเฉพาะหลายประเภท มีปริมาณน้อย และมีความซับซ้อนสูง
มีพื้นที่ห้องปฏิบัติการและงบประมาณเพียงพอในการบำรุงรักษาอุปกรณ์
• เลือกประเภทน้ำตกในกรณีที่:
ชิ้นงานมีขนาดใหญ่หรือหนักเกินไปที่จะจุ่มลงในน้ำหรือเคลื่อนย้ายได้ยาก
จำเป็นต้องมีความเร็วในการตรวจจับและการสแกนที่สูง
วัตถุหลักของการตรวจสอบคือแผ่นเรียบ แผงที่มีความโค้งมาก หรือโปรไฟล์ยาว
พื้นที่ว่างมีจำกัด
อุปกรณ์ Scanning Acoustic Tomography สองประเภทข้างต้นไม่สามารถทดแทนได้ทั้งหมด ระบบระดับไฮเอนด์สมัยใหม่ยังมีการออกแบบแบบไฮบริด เช่น 'ถังแช่น้ำบางส่วน' หรือ 'ข้อต่อน้ำตก' โดยมีจุดมุ่งหมายเพื่อรวมข้อดีของทั้งสองอย่างเข้าด้วยกัน ในขณะเดียวกัน ไม่ว่าจะเป็นการแช่น้ำหรือน้ำตก อุปกรณ์ดังกล่าวมุ่งเน้นไปที่เทคโนโลยีการถ่ายภาพขั้นสูงที่รวมกันมากขึ้นเรื่อยๆ เช่น Phased Array Ultrasonic (PAUT) และวิธีการโฟกัสรวม (TFM) เพื่อเพิ่มขีดความสามารถและประสิทธิภาพในการตรวจจับ