अल्ट्रासोनिक मोटाई माप

औद्योगिक अल्ट्रासोनिक परीक्षण के क्षेत्र में, अल्ट्रासोनिक मोटाई माप (UTM) ठोस तत्व की स्थानीय मोटाई के गैर-विनाशकारी माप (गेजिंग) करने की विधि है (सामान्यतः धातु से बना होता है, यदि औद्योगिक उद्देश्यों के लिए अल्ट्रासाउंड परीक्षण का उपयोग किया जाता है) सतह पर लौटने के लिए अल्ट्रासाउंड तरंग द्वारा लिए गए समय के आधार पर माप सामान्यतः अल्ट्रासोनिक मोटाई गेज के साथ किया जाता है।

तापमान जैसे अन्य कारकों के कारण सामान्यतः परिवर्तन के साथ दिए गए मिश्र धातु के लिए स्थिर गति विशेषता पर धातुओं के माध्यम से यात्रा करने के लिए अल्ट्रासोनिक तरंगों को देखा गया है। इस प्रकार, यह जानकारी दी गई है, जिसे सिलेरिटी कहा जाता है, इस सूत्र का उपयोग करके लहर द्वारा तय किए गए पथ की लंबाई की गणना कर सकते हैं:

$$l_m = c t / 2$$ जहाँ $$l_m$$ नमूने की मोटाई है। $$c$$ दिए गए नमूने में ध्वनि का वेग है। $$t$$ परिभ्रमण समय ​​है।

सूत्र में दो से विभाजन होता है क्योंकि सामान्यतः इंस्ट्रूमेंटेशन इस तथ्य का उपयोग करके नमूने के ओर अल्ट्रासाउंड तरंग का उत्सर्जन करता है और रिकॉर्ड करता है कि यह तत्व की सीमा पर परिलक्षित होता है। इस प्रकार, समय दो बार नमूने को पार करने से युग्मित होता है।

तरंग सामान्यतः पीजोइलेक्ट्रिक सेल या विद्युत चुम्बकीय ध्वनिक ट्रांसड्यूसर द्वारा उत्सर्जित होती है जो माप सेंसर हेड में निर्मित होती है और उसी सेंसर का उपयोग परावर्तित तरंग को रिकॉर्ड करने के लिए किया जाता है। ध्वनि तरंग में प्रसार का गोलाकार पैटर्न होता है और मल्टीपाथ परावर्तन या विवर्तन जैसी विभिन्न घटनाओं से निकलना होगा। माप को इनसे प्रभावित होने की आवश्यकता नहीं है क्योंकि प्रथम अंकित की गई वापसी सामान्य रूप से कम से कम दूरी पर यात्रा करने वाली उत्सर्जित तरंग का प्रमुख होगा जो नमूने की मोटाई के समान है। अन्य सभी रिटर्न को बहिष्कृत किया जा सकता है या अधिक जटिल रणनीतियों का उपयोग करके संसाधित किया जा सकता है।

मोटाई गेज
अल्ट्रासोनिक मोटाई गेज अल्ट्रासोनिक तरंगों का उपयोग करके सामग्री की मोटाई की गैर-विनाशकारी परीक्षण के लिए मापने वाला उपकरण है।

मोटाई माप जैसे भौतिक गुणों के परीक्षण के लिए गैर-विनाशकारी परीक्षण के लिए अल्ट्रासोनिक मोटाई गेज का उपयोग औद्योगिक माप के सभी क्षेत्रों में नियमित है। परीक्षण टुकड़े के दोनों किनारों तक पहुंच की आवश्यकता के बिना मोटाई माप को मापने की क्षमता, इस तकनीक को संभावित अनुप्रयोगों की भीड़ प्रदान करती है। पेंट मोटाई गेज, अल्ट्रासोनिक कोटिंग मोटाई गेज, डिजिटल मोटाई गेज और कई अन्य विकल्प प्लास्टिक, कांच, चीनी मिट्टी की चीज़ें, धातु और अन्य सामग्री का परीक्षण करने के लिए उपलब्ध हैं। कोटिंग की मोटाई के साथ, यह व्यापक रूप से कांच, लकड़ी और प्लास्टिक की मोटाई के लिए उपयोग किया जा रहा है और जंग उद्योग में प्रमुख परीक्षण उपकरण के रूप में भी कार्य करता है।

गहन अल्ट्रासोनिक मोटाई गेज सामग्री के माध्यम से ट्रांसड्यूसर से ध्वनि के लिए भाग के पीछे के अंत और पीछे की ओर जाने में लगने वाले समय को मापकर नमूना मोटाई निर्धारित करता है। अल्ट्रासोनिक मोटाई गेज तब परीक्षण किए गए नमूने के माध्यम से ध्वनि की गति के आधार पर डेटा की गणना करता है।

प्रथम अल्ट्रासोनिक मोटाई गेज 1967 में वर्नर सोबेक द्वारा बनाया गया था; केटोवाइस से पोलिश इंजीनियर है। इस पूर्व अल्ट्रासोनिक मोटाई गेज ने विशेष परीक्षण नमूनों में उत्सर्जित तरंगों के वेग को मापा, इसके पश्चात प्रारम्भ गणितीय समीकरण द्वारा इस गति माप से माइक्रोमीटर में मोटाई की गणना की।

दो प्रकार के ट्रांसड्यूसर हैं जिनका उपयोग अल्ट्रासोनिक मोटाई गेज के रूप में किया जा सकता है। ये सेंसर पीजोइलेक्ट्रिक और इलेक्ट्रोमैग्नेटिक ध्वनिक ट्रांसड्यूसर सेंसर हैं। दोनों ट्रांसड्यूसर प्रकार उत्तेजित होने पर ध्वनि तरंगों को सामग्री में उत्सर्जित करते हैं। सामान्यतः ये ट्रांसड्यूसर पूर्व निर्धारित आवृत्ति का उपयोग करते हैं, चूँकि कुछ मोटाई गेज सामग्री की विस्तृत श्रृंखला का निरीक्षण करने के लिए आवृत्ति ट्यूनिंग की अनुमति देते हैं। अल्ट्रासोनिक मोटाई गेज द्वारा उपयोग की जाने वाली मानक आवृत्ति 5 मेगाहर्ट्ज है।

कुछ अल्ट्रासोनिक कोटिंग मोटाई गेज की आवश्यकता होती है कि ट्रांसड्यूसर और परीक्षण टुकड़े के मध्य अंतराल को समाप्त करने के लिए जेल, पेस्ट या तरल प्रारूप में युग्मन का उपयोग किया जाए। सामान्य युग्मक प्रोपलीन ग्लाइकोल है, किंतु कई अन्य विकल्प हैं जिन्हें प्रतिस्थापित किया जा सकता है।

आज बाजार में कई हाई टेक मॉडल हैं। आधुनिक डिजिटल थिकनेस गेज में डेटा को बचाने और कई अन्य डेटा लॉगिंग उपकरणों को आउटपुट देने की क्षमता है। उपयोगकर्ता के अनुकूल इंटरफेस और सरल किये गए डेटा और सेटिंग्स ऑपरेटरों के लिए अत्यधिक सरलता की अनुमति देते हैं। यह अपेक्षाकृत अनुभवहीन उपयोगकर्ताओं को व्यय प्रभावी और त्रुटिहीन माप प्राप्त करने की अनुमति देता है।

लाभ

 * गैर-विनाशकारी तकनीक
 * नमूने के दोनों किनारों तक पहुंच की आवश्यकता नहीं है।
 * कोटिंग्स, लाइनिंग आदि के समाधान के लिए इंजीनियर बनाया जा सकता है।
 * मानक समय तकनीकों का उपयोग करके उत्तम त्रुटिहीन (0.1 मिमी और कम) प्राप्त की जा सकती है।
 * सरलता से नियत किया जा सकता है, प्रयोगशाला की स्थिति की आवश्यकता नहीं है।
 * अपेक्षाकृत अल्पमूल्य उपकरण है।
 * ईएमएटी को कप्लैंट के उपयोग की आवश्यकता नहीं है।
 * ईएमएटी धातुओं पर संक्षारण और अन्य सतह कोटिंग्स के माध्यम से मोटाई माप कर सकता है।
 * मेटल की कोटिंग को हटाने की आवश्यकता नहीं है।

हानि

 * सामान्यतः प्रत्येक सामग्री के लिए अंशांकन की आवश्यकता होती है।
 * सामग्री के साथ उत्तम संपर्क की आवश्यकता है।
 * जंग पर माप नहीं ले सकता (ईएमएटी पर प्रारम्भ नहीं होता)।
 * मापी गई सतह और परीक्षण के मध्य युग्मन सामग्री की आवश्यकता होती है। (ईएमएटी पर प्रारम्भ नहीं होता)।
 * व्याख्या के लिए अनुभव की आवश्यकता होती है।

विशिष्ट उपयोग
यूटीएम का उपयोग प्रायः खनन जैसी औद्योगिक सेटिंग्स में धातु की मोटाई या वेल्ड की गुणवत्ता के निरीक्षण के लिए किया जाता है। पोर्टेबल यूटीएम परीक्षण से लैस एनडीई तकनीशियन पक्षों, टैंकों, डेक और अधिरचना में स्टील चढ़ाना तक पहुंचते हैं। वे केवल स्टील को मापने वाले सिर (ट्रांसड्यूसर) से स्पर्श करके इसकी मोटाई पढ़ सकते हैं। धातु के विरुद्ध परीक्षण को दबाने से पूर्व दिखाई देने वाले जंग के पैमाने को हटाकर और फिर पेट्रोलियम जेली या अन्य कपल लगाने से संपर्क का आश्वासन दिया जाता है। चूँकि, जब यूटीएम का उपयोग विद्युत चुम्बकीय ध्वनिक ट्रांसड्यूसर के साथ किया जाता है, तो युग्मन के उपयोग की आवश्यकता नहीं होती है। इन परीक्षण विधियों का उपयोग धातु की अखंडता को नष्ट या समाधान किए बिना गुणवत्ता और सुरक्षा निर्धारित करने के लिए निरीक्षण किया जाता है। यह कई वर्गीकरण समाजों की आवश्यकता है। यूटीएम से जुड़ी तकनीकें और प्रौद्योगिकियां अन्य संदर्भों में अल्ट्रासाउंड के उपयोग से निकटता से संबंधित हैं, जैसे कि विभिन्न अन्य औद्योगिक अल्ट्रासोनिक माप, साथ ही चिकित्सा अल्ट्रासोनोग्राफी और प्रीक्लिनिकल इमेजिंग माइक्रो-अल्ट्रासाउंड वायरलेस डेटा ट्रांसफर के साथ संयुक्त यूटीएम तकनीक का उपयोग अब कुछ कंपनियों द्वारा ट्रांसफर च्यूट में धातुओं की मोटाई का लाइव निरीक्षण के लिए किया जा रहा है।

यूटीएम समाधान सर्वेक्षण के लिए वर्गीकरण आवश्यकताएँ
समाधान संरचनाओं की मोटाई माप के लिए वर्गीकरण सोसायटियों की विस्तृत आवश्यकताएं हैं। ये आवश्यकताएं जहाजों के प्रकार, आयु और लंबाई पर अधिक सीमा तक निर्भर करती हैं। सभी आईएसीएस सदस्य वर्गीकरणों की समान आवश्यकताएं हैं क्योंकि उन्हें आईएसीएस दिशानिर्देशों का पालन करने की आवश्यकता है। स्वीकार्य कमी मोटाई प्रत्येक वर्गीकरण के निर्माण नियमों पर निर्भर करती है। साथ ही प्रकार के आधार पर सोसायटी या दो ऑपरेटरों से अनुरोध करती हैं। यूटीएम ऑपरेटरों को एसएनटी-टीसी-1ए के अनुसार स्तर II प्रमाणित होना चाहिए। साथ ही अल्ट्रासोनिक मोटाई माप सर्वेक्षण करने वाली कंपनी को उस वर्गीकरण द्वारा अनुमोदित होना चाहिए जिसके साथ जहाज पंजीकृत है। वर्गीकरण सोसायटी यूटीएम कंपनी की प्रलेखित प्रक्रियाओं की समीक्षा करती है और अनुमोदन प्रमाणपत्र प्रस्तावित करने के लिए उन्हें बोर्ड पर ऑडिट करती है। अंत में उपयोग किए जाने वाले उपकरणों को वर्गीकरणों द्वारा अनुमोदित प्रकार की आवश्यकता होती है।