تحليل تجربي تاثير اجزاي داخلي ماده پشتي بر عملكرد تراگذار (پروب) فراصوتي

Experimental Investigation of the Effect of the Backing Material on the Performance of an Ultrasonic Probe

تراگذار فراصوتي به دليل نقش بسيار مهمي كه در كيفيت، دقت و قابليت اطمينان نتايج به دست آمده از آزمون غيرمخرب فراصوتي ايفا مي كند از اهميت بسيار زيادي برخوردار است. تراگذار فراصوتي از سه جز اصلي بلوره پيزوالكتريك، ماده پشتي و لايه تطابق امپدانس تشكيل شده است كه چگونگي انتخاب و طراحي هر يك از اين اجزا ، تاثير به سزايي در عملكرد تراگذار دارد. ماده پشتي داراي خاصيت مستهلك‌ كنندگي امواج فراصوتي بوده و وظيفه كاهش زمان لرزش بلوره پيزوالكتريك را برعهده دارد. در اين مقاله، از تركيب ذرات فلزي (تنگستن) و رزين اپوكسي به دليل داشتن دو ويژگي مستهلك‌كنندگي امواج فراصوتي و چسبندگي مناسب به عنوان ماده پشتي تراگذار استفاده شده و تاثير اجزاي داخلي ماده پشتي بر عملكرد تراگذار به صورت تجربي مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج به دست آمده نشان مي دهد كه مي توان با درنظرگرفتن اجزاي مناسب براي ماده پشتي، عملكرد تراگذار را كاملاً تغيير داده و آن را براي پيداكردن عيوب نزديك به يك ديگر كه نياز به قدرت تفكيك بالا دارند و يا براي عيب‌يابي در قطعات با استهلاك صوتي بالا كه نياز به انرژي زيادي در تراگذار است بهينه كرد.

An ultrasonic transducer (probe) is an important part of an ultrasonic testing system. It comprises of a piezoelectric disk, backing material and matching layer. The process of selection and design of these components for any specific ultrasonic transducer is a challenging task. The backing material should be able to attenuate the ultrasonic waves and to reduce the ringing time of the piezoelectric disk. In this paper, a combination of metal particle (tungsten) and epoxy resin is used as backing material in fabricating transducers. The results show that the performance of the ultrasonic transducer is highly dependent on the characteristics of the backing material constituents. A high resolution or a high energy transducer can be produced just by changing the backing material.