Detección de materiales mediante ultrasonido.

En la actualidad, no existe sólo una forma de detección de materiales pues se depende del tipo de material en estudio pudiendo por lo tanto encontrar tecnologías como los rayos X con diferentes niveles de sensibilidad, los escaners de rayos gama, la espectrometría de movilidad iónica, la de pulso de inducción de alta sensibilidad, etc., que son en general costosas por lo que en las necesidades vigentes se encuentran la aplicación de tecnología y métodos en diversas áreas de los procesos de producción que sean relativamente baratos. A éste decir se acopla el uso de las ondas ultrasónicas que pueden medir confiable y rápidamente el espesor del material y su integridad detectando defectos internos como huecos, fracturas o fisuras, y otras propiedades físicas de los mismos sin afectar sus características mediante el uso del adecuado transductor, de la frecuencia de operación, la potencia de excitación y el tipo de convergencia del haz ultrasónico.

Para el presente estudio se eligió el transductor HE-US33X de marca Hexamite que trabaja a 40 kHz y tiene una salida digital y una analógica, utilizando ésta última para el trabajo. Se desarrolló toda la electrónica necesaria para controlar el transductor ultrasónico, así como el software para capturar las señales o ecos y procesarlas en una computadora personal.

Una vez que se conjuntó el hardware y el software se prosiguió a realizar pruebas con madera, acrílico, plástico, lámina de cobre y vidrio. El análisis del espectro en frecuencia proporcionaría las características propias del material.

El método consistió en enviar una señal ultrasónica desde el transductor colocado a 1 m del material y procesar la señal de eco en frecuencia mediante la transformada discreta de Fourier (DFT) que utiliza el algoritmo de “diezmado en el tiempo” que analiza los datos de entrada, el número total de muestras y los datos de salida. También se utilizaron distancias de 1.12 y 1.50 m. Los datos obtenidos por lo anterior se registraron mediante un osciloscopio digital que permitió observar el pulso de excitación del transductor, el pulso de relajación y el eco reflejado en un cierto material.

En las gráficas obtenidas se encontraron notorias diferencias en los espectros producidos por los materiales valorados pudiendo determinar las frecuencias características de un material y la diferencia para con  otros, sus diferentes amplitudes y distribución de las líneas espectrales, sus magnitudes y sus desfasamientos lo que nos dice que algunos materiales absorben más la energía de la señal emitida por el transductor y por tanto regresa el eco con menor intensidad y además la señal de eco tiene una forma diferente debido a las propiedades de cada material.

COMENTARIO.

Esta es otra de las aplicaciones de ultrasonido que desconocía. Me parece muy acertada su función ya que en efecto, como lo comenta el artículo, la mayoría de los métodos o equipos utilizados para éste propósito incluyen el uso de radiación o energía ionizante. Así mismo continúa siendo de suma importancia los bajos costos que el ultrasonido presume aunque queda pendiente el desarrollo y comercialización de la tecnología para esta técnica así como el entrenamiento adecuado para los aplicadores y a mi consideración la creación de una base de datos pictográficos que sirvan de comparación con los materiales ya estudiados y los que hay por estudiar.

 

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