Ultrasonido.

PRÁCTICA No. 2
Nombre:

Ultrasonido.

1.- OBJETIVO:

Realizar la caracterización del block de calibración IIW-TYPE 1, mediante un transductor de haz recto de ¾”, indicando el significado de cada pulso detectado.

2.- INTRODUCCIÓN:

La práctica a realizar trata sobre la calibración de un equipo de ultrasonido. Como ya sabemos, en las empresas se usa este método de inspección defallas llamado “inspección no destructiva” (en el cual hay muchos métodos, sin embargo del que trabajaremos será el de ultrasonido).
Es indispensable saber como utilizar el ultrasonido, ya que como jefe de mantenimiento en una empresa, se necesita un método de inspección de fallas sin parar el proceso de las máquinas, lo cual con otros métodos no se podría y resultaría perdidas en la producción dela empresa.

3.- MARCO TEÓRICO.
3.1.- Teoría de ultrasonido.
Un ultrasonido es una onda acústica o sonora cuya frecuencia está por encima del espectro audible del oído humano (aproximadamente 20.000 Hz).
En 1880, los hermanos Jacques y Pierre Curie, descubren el efecto piezoeléctrico. Que es la propiedad de algunos cristales de cuarzo, porcelanas y otros materiales para convertir un pulsoeléctrico en una onda mecánica, e inversamente una onda mecánica en pulso eléctrico. O sea, logran un método de crear ondas de ultrasonido a voluntad.
Constantemente en las aplicaciones de los ultrasonidos se maneja el término de velocidad, como una magnitud que depende de las características elásticas del medio y que por tanto permite evaluarlos. El concepto de velocidad es fundamental en lasaplicaciones de defectoscopía, como mediciones de espesores, resistencia de materiales de la construcción y también en la medicina. Para las aplicaciones de pulso - eco y pulso - transmisión es necesario conocer las dos definiciones de velocidad, nos referimos a los conceptos de velocidad de fase y velocidad de grupo.

La propagación de un caso muy simple de onda plana, puede expresarse por laecuación:

donde =2f es la frecuencia angular, y k=2/, es el llamado vector de onda, definido a través de la longitud de onda  Esta solución que refleja la propagación de una onda continua de frecuencia única (propagación armónica), permite definir la velocidad de fase:

Que significa la propagación de un punto de fase constante,como se muestra en la fig. 1. A diferencia del clásico concepto de velocidad que tenemos de la mecánica, donde medimos el tiempo transcurrido durante la traslación de un cuerpo de una posición a otra, la velocidad de fase considera la traslación de un punto de la onda, no de la onda en sí, pues la misma es de extensión infinita. Quiere decir que si consideramos dos transductores (emisor yreceptor), ambos estarán conectados en forma continua por dicha onda. Esto es muy diferente al caso de un pulso, que sale de un emisor y llega a un receptor; donde se podría tener una analogía más cercana a la traslación de un cuerpo en mecánica. Para este segundo caso debemos definir el concepto de velocidad de grupo dado por: pr


Velocidad de fase.

En muchos cursos depropagación de ondas, la velocidad de grupo se asocia al fenómeno de modulación, usado ampliamente en la transmisión de ondas de radio. Se considera que a partir de una portadora infinita, la velocidad de grupo es la velocidad con que viaja la información. Este enfoque, aunque válido no es muy adecuado para los ultrasonidos porque se trabaja frecuentemente (en muchas aplicaciones medicas/industriales)con pulsos. Veamos por tanto que ocurre con las velocidades de fase y de grupo de los ultrasonidos. Para esto debemos recordar la relación entre ambas velocidades.

La relación (4) lleva intrínseco el concepto de dispersión (no confundir con “scattering” (esparcimiento) del inglés). Si examinamos la expresión anterior veremos que ambas velocidades son iguales si C es independiente...