L&TD

Đo chiều dày bằng siêu âm là một kỹ thuật kiểm tra không phá huỷ (NDT), nó được sử dụng để đo chiều dày vật liệu từ một bên, ví dụ như đo chiều dày của ống chống giếng khoan từ phía bên trong lòng giếng. Các thiết bị đo chiều dày bằng siêu âm có thể chỉ định để đo chiều dày cho các đối tượng kim loại, nhựa, vật liệu tổng hợp, sợi thuỷ tinh, gốm và thuỷ tinh. Trên thực tế, đo độ dày bằng siêu âm hoàn toàn không phá huỷ mẫu, không cần cắt hoặc phân đoạn. Các vật liệu chống chỉ định khi đo bằng phương pháp siêu âm là gỗ, giấy, bê tông, và bọt xốp...

1. Nguyên lý hoạt động

Siêu âm là sóng âm ở tần số cao hơn giới hạn của con người có thể nghe được. Dải tần số siêu âm trong máy kiểm tra thường sử dụng trong khoảng giữa 200kHz và 20 MHz, trong một số thiết bị đặc biệt người ta có thể sử dụng tần số thấp đến 50kHz hoặc cao tới 200MHz. Dù ở tần số nào, sóng âm cũng là các dao động cơ học truyền qua môi trường dẫn âm theo các định luật cơ bản của vật lý về sóng âm.
Thiết bị đo chiều dày bằng siêu âm hoạt động trên nguyên tắc đo chính xác thời gian giữa hai xung siêu âm liên tiếp nhau vọng về đầu thu do phản xạ từ mặt đáy của chi tiết. Tức là, phép đo chiều dày bằng siêu âm được thực hiện từ một bên theo kỹ thuật đo thời gian giữa 2 xung siêu âm liên tiếp vọng về đầu thu do phản xạ từ mặt phân giới phía xa đầu thu.
Đầu dò của thiết bị vốn là một tinh thể áp điện, khi phát nó sẽ được kích hoạt bởi xung điện rất ngắn có biên độ khoảng 400Vpp, độ rộng vừa đủ để tạo ra chỉ một chu kỳ sóng siêu âm (vài μs). Sóng siêu âm này sẽ truyền vào chi tiết kiểm tra, đập vào mặt đáy và phản xạ trở lại. Một phần năng lượng sóng phản xạ sẽ đi vào đầu dò, trong khi phần lớn năng lượng sóng vẫn tiếp tục phản xạ từ mặt phân giới bên này. Như vậy năng lượng sóng sẽ tiếp tục phản xạ qua lại giữa hai mặt phân giới cho đến khi triệt tiêu hoàn toàn. Do tính chất áp điện, đầu dò sẽ chuyển sóng âm phản xạ thu được thành tín hiệu điện.