{"id":207,"date":"2016-08-26T17:01:51","date_gmt":"2016-08-26T15:01:51","guid":{"rendered":"http:\/\/strumentidimisura.com\/wordpress\/?p=114"},"modified":"2016-08-26T17:01:51","modified_gmt":"2016-08-26T15:01:51","slug":"la-misura-dello-spessore-ad-ultrasuoni","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/arwmisure.it\/corporate\/la-misura-dello-spessore-ad-ultrasuoni\/","title":{"rendered":"La misura dello spessore ad ultrasuoni"},"content":{"rendered":"
Spessimetro ad ultrasuoni<\/h2>\n
Lo spessimetro digitale ad ultrasuoni \u00e8 certamente il miglior strumento per la misura di spessori quando sia accessibile una sola faccia del pezzo da misurare. Si tratta di uno strumento semplice, veloce e nella maggior parte di casi con un costo contenuto. Le varie tipologie di strumenti in commercio offrono una gamma di misura da 0 a 500mm a seconda della tipologia di sonda impiegata e si suddividono principalmente in 2 tipologie; la versione chiamata \u201ccorrosion\u201d e la versione \u201cprecision\u201d.<\/p>\n
Corrosion<\/h3>\n
La prima versione \u201dcorrosion\u201d utilizza sonde doppie (sostanzialmente la sonda \u00e8 divisa in due parti, una emette l\u2019ultrasuono e l\u2019altra lo riceve..lo possiamo tranquillamente notare osservando la base della sonda che presenta 2 mezze lune divise da una lamella). Generalmente la risoluzione di queste versioni oscilla tra 0,1 e 0,01 mm a seconda del modello scelto e consentono di misurare spessori da 0.65 mm a 300 mm in funzione della frequenza della sonda utilizzata. La precisione di questi strumenti \u00e8 minore nei confronti dell\u2019altra versione perch\u00e9, durante la misurazione, si crea un cono che varia in proporzione allo spessore misurato e questo incide sul risultato finale che pu\u00f2 essere limitato notevolmente attraverso una taratura preventiva vicina allo spessore del pezzo da testare. Questi strumenti vengono chiamati \u201cCorrosion\u201d perch\u00e9 il loro impiego principale \u00e8 nella misurazione della corrosione di tubazioni, cisterne dove non ci sono sbalzi elevati di spessore, es. su una tubazione possiamo rilevare i 2 mm oppure i 10mm mantenendo una precisione di qualche centesimo, e difficilmente si passa a spessori di 100 mm sullo spesso particolare\u2026.Se questo accadesse l\u2019errore dello strumento potrebbe arrivare anche ad alcuni decimi di mm oppure \u00e8 consigliabile effettuare una calibrazione sullo spessore pi\u00f9 elevato e aumentare cos\u00ec la precisione.<\/p>\n
Precision<\/h3>\n
La seconda versione \u201cPrecision\u201d utilizza sonde singole (emettono e ricevono l\u2019ultrasuono nello stesso punto) e consentono una elevata precisione nella lettura specialmente nei bassi spessori fino a 0.2\/0.3 mm dove si ha una risoluzione che arriva fino a 0.001 mm. Questi modelli sono particolarmente adatti dove si ha la necessit\u00e0 di rilevare spessori con estrema precisione come fosse un micrometro, perci\u00f2 possono essere impiegati, oltre al normale controllo di tubi e lamiere, nel controllo qualit\u00e0 e in ogni situazione dove non ci sia accesso alla misurazione con strumenti meccanici Gli spessimetri ad ultrasuoni si compongono in due parti:<\/p>\n
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L\u2019apparecchio di lettura, che comprende la parte elettronica per l\u2019elaborazione della misura e di visualizzazione.<\/li>\n
Il rasduttore ultrasonico, una testina che contiene almeno un cristallo piezoelettrico per la generazione e la lettura degli ultrasuoni.<\/li>\n<\/ul>\n
Accorgimenti nell'utilizzo<\/h3>\n
Un aspetto critico nell'utilizzo dello spessimetro ad ultrasuoni \u00e8 la definizione della velocit\u00e0 del suono del materiale del pezzo da misurare. Infatti ogni materiale ha una sua specifica velocit\u00e0 di propagazione del suono (per i metalli pu\u00f2 variare tra 1500-6000 m\/sec). Errori nella definizione di questa velocit\u00e0, si ripercuotono direttamente nella precisione della misura. Esistono due modi per utilizzare lo strumento:<\/p>\n
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Conoscere a priori la velocit\u00e0 di propagazione del suono (certificata da chi fornisce il materiale). In tal caso \u00e8 sufficiente settare correttamente lo strumento.<\/li>\n
Calibrare lo strumento sullo stesso pezzo da misurare. Infatti, avendo a disposizione un bordo libero sul pezzo, \u00e8 possibile regolare lo strumento su di esso, avendo preventivamente eseguito la misura con uno strumento tradizionale (es. un micrometro).<\/li>\n<\/ul>\n
Un altro aspetto critico nell'utilizzo dello spessimetro ad ultrasuoni consiste nella possibilit\u00e0 di effettuare letture corrette solo su spessori omogenei; la presenza di strati di materiale differente, intercapedini o soffiature, generano falsi echi e creano errori di lettura.<\/p>\n
Conoscere gli ultrasuoni<\/h3>\n
L\u2019energia meccanica pu\u00f2 trasmettersi attraverso qualunque mezzo sotto forma di onde elastiche, caratterizzate dall\u2019ampiezza e dalla frequenza. Le frequenze comprese tra 10 Hz e 16000\/20000 Hz sono percepibili dal nostro orecchio e prendono il nome di suoni, mentre le frequenze superiori, che arrivano sino a migliaia di MHz, per noi impercettibili, sono genericamente dette ultrasuoni. Gli ultrasuoni di frequenza compresa tra 0,5 MHz e 20 MHz possono essere ottenuti e rivelati facilmente utilizzando trasduttori piezoelettrici, sono altamente direzionali e si trasmettono con bassa attenuazione attraverso molti metri di materiale, per cui hanno trovato vasto impiego nella misura dello spessore, nella ricerca di difetti e nella caratterizzazione dei materiali.<\/p>\n
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Come funziona<\/h3>\n
Il cuore dello strumento \u00e8 la sonda<\/strong>, il piccolo oggetto che viene posto a contatto del pezzo da misurare. La parte attiva della sonda \u00e8 il cristallo, una sottile lamina di materiale piezoelettrico alla quale viene applicato, tramite gli elettrodi metallici applicati su due facce parallele, un breve impulso elettrico detto segnale di eccitazione (ampiezza 100 \u00f7 600 V, durata: alcuni nanosecondi). \u00a0 Per effetto della tensione il cristallo si deforma e torna alla forma originale oscillando ad alta frequenza (2 \u00f7 4 MHz). Le deformazioni si trasmettono nel pezzo attraverso il blocco di accoppiamento come onde elastiche di pari frequenza (ultrasuoni) e si propagano in linea retta nel materiale finch\u00e9 non incontrano la faccia opposta. Quando il fronte di onde elastiche raggiunge la faccia opposta del pezzo incontra un\u2019interfaccia tra due materiali a diversa impedenza acustica e gran parte di esse viene riflessa. Le onde elastiche riflesse rientrano in parte nella sonda e provocano una serie di deformazioni del cristallo. L\u2019effetto piezoelettrico \u00e8 reversibile, pertanto le deformazioni generano una tensione elettrica sulle facce opposte del cristallo detto segnale di ritorno (0,1\u00f7 0,5 mV). All\u2019interno dello strumento vero e proprio \u00e8 posto (oltre al circuito di eccitazione e all\u2019amplificatore del segnale di ritorno) un circuito per il conteggio del tempo intercorso tra l\u2019emissione della tensione di eccitazione e la ricezione del segnale di ritorno. Poich\u00e9 la velocit\u00e0 di propagazione delle onde elastiche in ogni materiale \u00e8 nota e costante, \u00e8 facile risalire dall\u2019intervallo di tempo allo spessore del pezzo.<\/p>\n
Come si usa<\/h2>\n
L\u2019impiego degli spessimetri ad ultrasuoni, soprattutto di quelli pi\u00f9 recenti, \u00e8 semplicissimo. Se si debbono misurare spessori di acciaio \u00e8 sufficiente accendere l\u2019apparecchio, attendere che esso compia la procedura di autocalibrazione, poggiare la sonda sul pezzo interponendo un velo di opportuno fluido di accoppiamento e leggere lo spessore sul display, per\u00f2 ci sono alcuni particolari di cui tener conto.<\/p>\n
Accoppiamento pezzo-sonda<\/h3>\n
Perch\u00e9 la misura sia corretta \u00e8 necessario che la sonda poggi perfettamente sulla superficie del pezzo. Se questa \u00e8 sporca va pulita, se \u00e8 molto rugosa o coperta di ossidi va levigata, anche con una mola a smeriglio. In ogni caso va interposto un velo di olio o gel per ultrasuoni tra sonda e superficie di contatto.<\/p>\n
Influenza della vernice<\/h3>\n
Se la vernice \u00e8 compatta e aderente \u00e8 possibile poggiare direttamente la sonda sulla superficie verniciata, ma per misure accurate \u00e8 necessario tener conto del suo spessore. La velocit\u00e0 di trasmissione delle vernici \u00e8 circa 1500 m\/s, circa \u00bc della velocit\u00e0 dell\u2019acciaio, per cui 50 micron di vernice simulano all\u2019incirca 0,2 mm di acciaio.<\/p>\n
Misure<\/h3>\n
Nel caso di strutture multistrato bisogna ricordare che lo strumento d\u00e0 soltanto lo spessore della lamiera con cui \u00e8 contatto, nel caso in cui ci fossero pi\u00f9 lamiere sovrapposte, si misurerebbe soltanto la prima. Nel caso di misurazione di uno spessore composto da pi\u00f9 metalli di diversa compattezza, la misurazione risulterebbe falsata e quindi non attuabile. Quando si misurano oggetti cilindrici di piccolo diametro la curvatura della superficie pu\u00f2 avere effetti focalizzanti sul fascio di ultrasuoni ed alterare la misura. Occorre verificare sulla scheda tecnica della sonda i suoi limiti di impiego .\u00c8 evidente che per eseguire misure con lo spessimetro a ultrasuoni \u00e8 sufficiente l\u2019accesso ad una sola faccia del pezzo, ma almeno una faccia deve essere accessibile. Le strutture interrate o semi interrate non possono essere misurate direttamente.<\/p>\n
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