Ultrasonido

IV Conferencia Panamericana de END
Buenos Aires – Octubre 2007

ULTRASCOPE TOFD: un sistema compacto para la captura y
procesamiento de imágenes TOFD
C.J. Martín, R. González Bueno, R.Giacchetta
IAI –DASEL
Crta. Campo Real Km 0,2
Arganda del Rey
28500 (Madrid) España
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E. Moreno Hernández
ICIMAF
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Resumen
El TOFD (Time of Flight Diffraction) es una tecnología reciente de imágenes
ultrasónicas con aplicación fundamental en soldaduras, y aunque puede ser empleado en
el material base, el gran impacto se encuentra en esa rama. Su desarrollo es
consecuencia de la necesidad de determinar yregistrar el tamaño real de un defecto. A
diferencia de la técnica Pulso-Eco tradicional, que emplea la atenuación de la señal
reflejada para obtener un tamaño aproximado, el TOFD usa las diferencias de las
señales difractadas sobre la base de tiempo para poder evaluar mejor el tamaño de un
defecto. [1-2]. Actualmente la técnica TOFD esta desplazando las técnicas ionizantes
(RX y la Gammagrafia )debido a su bajo coste y el impulso de las nuevas normativas y
códigos (Asme Code Case 2235, TS 14-751, ENV 583-6, ASME Section V, Article 4,
BS 7706:1993). En el año 2006 se comenzó a desarrollar en el IAI (Instituto de
Automática Industrial CSIC) el sistema compacto ULTRASCOPE TOFD basado en
tecnología FPGA y con conectividad USB. El presente trabajo recoge toda la
experiencia yconocimientos adquiridos en torno a esta tecnología.
1. Introducción
Dentro de los ensayos no destructivos, los ultrasonidos se han empleado junto a otras
técnicas para la búsqueda de defectos internos en estructuras metálicas. Las soldaduras
ocupan un lugar especial en este empeño y durante años los métodos ultrasónicos
basados en leyes de reflexión han acompañados a los rayos X y la gammagrafía enla
detección de grietas y otros defectos internos. Otras técnicas complementarias, como

líquidos penetrantes y partículas magnéticas, han estado más orientadas a la búsqueda
de defectos superficiales.
Como consecuencia de los problemas de aplicación y seguridad que presentan los rayos
X y la gammagrafía se ha planteado, en los últimos tiempos, una posible sustitución por
técnicasultrasónicas. Si bien aun no posee una respuesta totalmente positiva, tenemos
que los ultrasonidos han evolucionado como consecuencia del desarrollo de la
electrónica digital así como de nuevos materiales para transductores. Esto ha permitido
pasar de un concepto de ensayo ultrasónico convencional, mediante técnicas de
reflexión (UT convencional o UTC), a un ensayo con técnicas de difracción queconduce a la formación de un nuevo tipo de imagen conocida por las siglas TOFD.
Para poder entender esta técnica es necesario disponer de conocimientos más amplios de
la propagación de ondas mecánicas y de los conceptos de difracción que usualmente no
se estudian en cursos de UT. Sobre estos aspectos va dirigido el presente trabajo.
1.1. Configuración básica de un sistema TOFD
La Fig.1 muestrael punto de partida de esta técnica. Se plantea como una primera
opción el empleo de dos transductores en forma de “tandem”, colocados a ambos lados
de la soldadura. Por tanto es una tecnología que emplea dos transductores de ángulo
trabajando en transmisión-recepción1. Esta es una primera característica de esta técnica,
en su uso mas generalizado. Lo segundo a señalar es que las señales sereciben en forma
de radio frecuencia o RF. Esto si supone un cambio respecto al UTC donde
históricamente se ha empleado el modo A (amplitud) a partir de la envolvente de los
pulsos, después de una rectificación. Actualmente muchos equipos modernos de UTC
muestran el modo RF junto al modo envolvente.

Onda lateral L
L

R

Onda reflejada R

Figura 1: Configuración TOFD. Se emplean dos...