Medidores de espesor por ultrasonidos de precisión

Los medidores de espesor por ultrasonidos de precisión de elemento único son instrumentos UT dedicados a la medición de espesores muy finos (por debajo del milímetro) o de alta resolución en materiales metálicos, plásticos, compuestos y vidrios. La sonda de elemento único utiliza un solo cristal piezoeléctrico que funciona tanto de emisor como de receptor, lo que permite resoluciones de 0,001 mm en espesores desde el milímetro hasta la décima. Se utilizan en laboratorios de calidad, en investigación y desarrollo, en la verificación de componentes aeroespaciales finos, en películas protectoras y en materiales compuestos multicapa.

Principio de elemento único

En el principio de elemento único, un cristal piezoeléctrico de alta frecuencia (normalmente 15-100 MHz, con picos de hasta 200 MHz para aplicaciones micrométricas) emite un impulso ultrasónico muy breve en el material; el mismo cristal, tras el tiempo de transmisión, conmuta a recepción y detecta los ecos de retorno de las interfaces internas (reflexión en la superficie opuesta o entre las capas de un compuesto). La altísima resolución temporal permite distinguir ecos separados por pocos nanosegundos, correspondientes a espesores submilimétricos. La velocidad del sonido y la temperatura del material deben estar correctamente caracterizadas.

Características técnicas

El rango típico va de 0,08 mm a 25 mm en acero, con una resolución de 0,001 mm y una exactitud de ±0,01 mm en los modelos de gama alta. Las frecuencias elevadas (20, 30, 50, 100 MHz) permiten separar interfaces finas. Los instrumentos integran A-scan de alta velocidad de muestreo (1-2 GS/s), puertas múltiples para mediciones multicapa, modo velocity (cálculo de la velocidad del sonido sobre un espesor conocido), registrador de datos y salida de datos. Las sondas con línea de retardo son indispensables para mediciones en capas muy finas.

Aplicaciones

Las aplicaciones incluyen la medición de espesor de chapas finas y láminas metálicas, el control de recubrimientos poliméricos y cerámicos, la verificación de películas en circuitos impresos, el control de compuestos multicapa (laminados CFRP, GFRP), la medición de vidrio templado para la industria del automóvil, el control de películas barrera en envases, la verificación de componentes aeroespaciales estructurales finos (revestimientos de aeronaves), la medición de recubrimientos metálicos sobre sustratos y el control de camisas de pistones y de cilindros de motor de alta precisión. El modo multieco permite medir recubrimientos metálicos bajo la capa orgánica sin retirarla.

Modo multieco

El modo multieco mide el tiempo entre dos o más ecos sucesivos de la superficie opuesta del material, eliminando el error de acoplante (zero correction) y mejorando la repetibilidad en superficies con recubrimientos. Es especialmente útil para mediciones de recubrimientos metálicos bajo pintura (por ejemplo, cromados bajo pintura), para espesores de tuberías recubiertas y para el control de películas bajo sellantes. Requiere materiales con baja absorción ultrasónica para generar ecos múltiples visibles y separados.

Normas y calibración

Los medidores de espesor UT de precisión siguen las mismas normas que los modelos para corrosión (EN 14127, ASTM E797, ISO 16809), pero con una clase de exactitud superior. Para aplicaciones aeroespaciales se aplica también NAS 410 (cualificación del personal). La calibración utiliza bloques escalonados de paso micrométrico certificados según ISO 17025. La verificación de la función multieco requiere muestras con superficies paralelas de altísima planitud. Los criterios de elección vienen dictados por el material, el espesor mínimo que se va a medir y la resolución requerida.

La evolución reciente de los transductores UT incluye el desarrollo de sondas Phased Array miniaturizadas que, manteniendo el principio de medición de elemento único, habilitan funciones avanzadas como el barrido electrónico del haz, útil para inspecciones precisas en geometrías complejas y para el análisis de compuestos estratificados con interfaces no normales al haz de medición.

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Los instrumentos RODER para esta aplicación. Consulte las páginas de catálogo correspondientes para modelos, datos técnicos y documentación.