अल्ट्रासोनिक मोटाई माप

अल्ट्रासोनिक परीक्षण के क्षेत्र में, अल्ट्रासोनिक मोटाई माप (UTM) एक ठोस तत्व की स्थानीय मोटाई के गैर-विनाशकारी परीक्षण | गैर-विनाशकारी माप (गेजिंग) करने की एक विधि है (आमतौर पर 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। इस प्रकार का माप आमतौर पर एक अल्ट्रासोनिक मोटाई गेज के साथ किया जाता है।

तापमान जैसे अन्य कारकों के कारण मामूली बदलाव के साथ दिए गए मिश्र धातु के लिए एक 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:

$$l_m = c t / 2$$

कहाँ

$$l_m$$ नमूने की मोटाई है

$$c$$ दिए गए नमूने में ध्वनि का वेग है

$$t$$ परिभ्रमण काल ​​है

सूत्र में दो से विभाजन होता है क्योंकि आमतौर पर इंस्ट्रूमेंटेशन इस तथ्य का उपयोग करके नमूने के एक ही तरफ 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 मेल खाता है।

तरंग आमतौर पर एक piezoelectric  सेल या विद्युत चुम्बकीय ध्वनिक ट्रांसड्यूसर द्वारा उत्सर्जित होती है जो अल्ट्रासोनिक मोटाई गेज 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 एक गोलाकार पैटर्न होता है और मल्टीपाथ परावर्तन या विवर्तन जैसी विभिन्न घटनाओं से गुजरना होगा। माप को इनसे प्रभावित होने की आवश्यकता नहीं है क्योंकि पहली दर्ज की गई वापसी सामान्य रूप से कम से कम दूरी पर यात्रा करने वाली उत्सर्जित तरंग का प्रमुख होगा जो नमूने की मोटाई के बराबर है। अन्य सभी रिटर्न को खारिज किया जा सकता है या अधिक जटिल रणनीतियों का उपयोग करके संसाधित किया जा सकता है।

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

मोटाई माप जैसे भौतिक गुणों की जांच 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 काम करता है।

एक बीहड़ अल्ट्रासोनिक मोटाई गेज सामग्री के माध्यम से ट्रांसड्यूसर से ध्वनि के लिए एक हिस्से 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।

पहला अल्ट्रासोनिक मोटाई गेज 1967 में वर्नर सोबेक द्वारा बनाया गया था; केटोवाइस से एक पोलिश इंजीनियर। इस पहले अल्ट्रासोनिक मोटाई गेज ने विशेष परीक्षण नमूनों में उत्सर्जित तरंगों के वेग को मापा, इसके बाद एक लागू 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। आमतौर पर ये ट्रांसड्यूसर एक पूर्व निर्धारित आवृत्ति का उपयोग करते हैं, हालांकि कुछ मोटाई गेज सामग्री की एक 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 बीच अंतराल को खत्म करने के लिए जेल, पेस्ट या तरल प्रारूप में एक युग्मन का उपयोग किया जाए। एक सामान्य युग्मक प्रोपलीन ग्लाइकोल है, लेकिन 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। एक उपयोगकर्ता के अनुकूल इंटरफेस और सहेजे गए डेटा और सेटिंग्स ऑपरेटरों के लिए अत्यधिक आसानी की अनुमति देते हैं। यह अपेक्षाकृत नौसिखिए उपयोगकर्ताओं को लागत प्रभावी और सटीक माप प्राप्त करने की अनुमति देता है।

लाभ

 * गैर-विनाशकारी तकनीक
 * नमूने के दोनों किनारों तक पहुंच की आवश्यकता नहीं है
 * कोटिंग्स, लाइनिंग आदि से निपटने के लिए इंजीनियर बनाया जा सकता है।
 * मानक समय तकनीकों का उपयोग करके अच्छी सटीकता (0.1 मिमी और कम) प्राप्त की जा सकती है
 * आसानी से तैनात किया जा सकता है, प्रयोगशाला की स्थिति की आवश्यकता नहीं है
 * अपेक्षाकृत सस्ते उपकरण
 * 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 जरूरत नहीं है।

नुकसान

 * आमतौर पर प्रत्येक सामग्री के लिए अंशांकन की आवश्यकता होती है
 * सामग्री के साथ अच्छे संपर्क की आवश्यकता है
 * जंग पर माप नहीं ले सकता (ईएमएटी पर लागू नहीं होता)
 * मापी गई सतह और जांच के बीच युग्मन सामग्री की आवश्यकता होती है। (ईएमएटी पर लागू नहीं होता)
 * व्याख्या के लिए अनुभव चाहिए

विशिष्ट उपयोग
UTM का उपयोग अक्सर खनन जैसी औद्योगिक सेटिंग्स में धातु की मोटाई या वेल्ड की गुणवत्ता की निगरानी के लिए किया जाता है। पोर्टेबल यूटीएम जांच 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 खिलाफ जांच को दबाने से पहले पहले दिखाई देने वाले जंग के पैमाने को हटाकर और फिर पेट्रोलियम जेली या अन्य कपल लगाने से संपर्क का आश्वासन दिया जाता है। हालाँकि, जब UTM 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 समझौता किए बिना गुणवत्ता और सुरक्षा निर्धारित करने के लिए निरीक्षण करने के लिए किया जाता है। यह कई वर्गीकरण सोसायटी की आवश्यकता है UTM से जुड़ी तकनीकें और प्रौद्योगिकियां अन्य संदर्भों में अल्ट्रासाउंड के उपयोग से निकटता से संबंधित हैं, जैसे कि विभिन्न अल्ट्रासोनिक परीक्षण, साथ ही चिकित्सा अल्ट्रासोनोग्राफी  और प्रीक्लिनिकल इमेजिंग माइक्रो-अल्ट्रासाउंड। वायरलेस डेटा ट्रांसफर के साथ संयुक्त UTM तकनीक का उपयोग अब कुछ कंपनियों द्वारा ट्रांसफर च्यूट में धातुओं की मोटाई की लाइव निगरानी के लिए किया जा रहा है।

UTM हल सर्वेक्षण के लिए वर्गीकरण आवश्यकताएँ
हल संरचनाओं की मोटाई माप के लिए वर्गीकरण सोसायटियों की विस्तृत आवश्यकताएं हैं। ये आवश्यकताएं जहाजों के प्रकार, आयु और लंबाई पर काफी हद तक निर्भर करती हैं। सभी IACS सदस्य वर्गीकरणों की समान आवश्यकताएं हैं क्योंकि उन्हें IACS 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 एक या दो ऑपरेटरों से अनुरोध करती हैं। UTM ऑपरेटरों को SNT-TC-1A के अनुसार लेवल II प्रमाणित होना चाहिए या समान मानक। साथ ही अल्ट्रासोनिक मोटाई माप सर्वेक्षण करने वाली कंपनी को उस वर्गीकरण द्वारा अनुमोदित होना चाहिए जिसके साथ पोत पंजीकृत है। वर्गीकरण सोसायटी UTM कंपनी की प्रलेखित प्रक्रियाओं की समीक्षा करती है और अनुमोदन प्रमाणपत्र जारी 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।