Ut2 Principios Fis

CURSO DE ULTRASONIDO CURSO DE ULTRASONIDO INDUSTRIALINDUSTRIAL

CAPITULO IICAPITULO IIPrincipios físicosPrincipios físicos

REGRESAR AL CAPITULO I

PRINCIPIOS FÍSICOS 2

Conceptos BásicosConceptos Básicos Para Para comprender mejorcomprender mejor la la

inspecciinspeccióón por ultrasonido n por ultrasonido debemos revisar los principios debemos revisar los principios físicos y las definiciones de físicos y las definiciones de los los conceptos que conceptos que caracterizan a las ondas y su caracterizan a las ondas y su interacciinteraccióón con la materia:n con la materia:

IMENDE A.C. PRINCIPIOS FÍSICOS 3

Movimiento ondulatorioMovimiento ondulatorio

La propagaciLa propagacióón den de una una onda en cualquier medioonda en cualquier medio, , sea sólido líquido o sea sólido líquido o gaseoso; gaseoso; se caracteriza se caracteriza por la transferencia de por la transferencia de energía sin transferencia energía sin transferencia de masade masa..


AmplitudAmplitud de la onda de la onda

Es el desplazamiento Es el desplazamiento máximo de una partícula máximo de una partícula desde su posición cerodesde su posición cero..

Normalmente se representa Normalmente se representa con una curva senusoide.con una curva senusoide.


Amplitud de la ondaAmplitud de la onda

amplitudamplitud


FrecuenciaFrecuencia

Se define como el número Se define como el número de veces que ocurre un de veces que ocurre un evento repetitivo (ciclo) por evento repetitivo (ciclo) por unidad de tiempounidad de tiempo..


FrecuenciaFrecuencia

Frecuencia Frecuencia 1.1.

Frecuencia 2Frecuencia 2

1 2 3 4 5 6 7 8 91 2 3 4 5 6 7 8 9 Tiempo en Tiempo en segundossegundos


Unidad De La FrecuenciaUnidad De La Frecuencia

La unidad para la medición La unidad para la medición de la frecuencia es el hertz de la frecuencia es el hertz equivalente a un ciclo por equivalente a un ciclo por segundo.segundo.

1 Hertz = 1 Hertz = Ciclo . Ciclo . segundosegundo11


Múltiplos Del HertzMúltiplos Del Hertz

Los múltiplos del hertz mas Los múltiplos del hertz mas empleados son:empleados son:

1 KiloHertz 1 KiloHertz = =

Ciclos Ciclos . . segundosegundo1,001,00

001 1 MegaHertzMegaHertz = =

Ciclos . Ciclos . segundosegundo1,000,001,000,00

00


Múltiplos del HertzMúltiplos del Hertz

Sus abreviaciones son:Sus abreviaciones son:

1 Khz. = 1,000 Hz. = 101 Khz. = 1,000 Hz. = 1033

1 Mhz. =1,000,000 Hz. = 101 Mhz. =1,000,000 Hz. = 1066

Ciclos . Ciclos . segundosegundo

Ciclos . Ciclos . segundosegundo


Velocidad AcústicaVelocidad Acústica

Es la velocidad de Es la velocidad de trasmisión de la energía trasmisión de la energía sonora a través de un sonora a través de un medio en la dirección de medio en la dirección de propagación del propagación del ultrasonido.ultrasonido.


Cada Material Tiene Una Velocidad Cada Material Tiene Una Velocidad Acústica EspecíficaAcústica Específica

MaterialMaterialVelocidad Velocidad longitudinalongitudina

llM/segundoM/segundo

Velocidad Velocidad transversatransversa

l l M/segundM/segund

ooAceroAcero 5,8205,820 3,1903,190AluminiAluminioo

6,3206,320 3,0803,080

Agua Agua 1,4831,483 ------------Aire Aire 330330 ------------


Efecto De La Velocidad AcústicaEfecto De La Velocidad Acústica

Ajuste del rango sobre la escala horizontal.

100%908070605040302010

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

(5")

El bloque de calibración es de aceroEl bloque de calibración es de aceroEl recorrido del sonido es de 4” (100 mm)El recorrido del sonido es de 4” (100 mm)La escala es de 2:1 (dos divisiones igual a 1”)La escala es de 2:1 (dos divisiones igual a 1”)

4"

8"1"

4"


Señales obtenidas al colocar el Señales obtenidas al colocar el palpador en los siguientes materiales:palpador en los siguientes materiales:

Físicamente la distancia recorrida es la mismaFísicamente la distancia recorrida es la misma

Efecto De La Velocidad AcústicaEfecto De La Velocidad Acústica

ACERO ALUMINIO AGUAPERPEX

1”

sKm.VL 481s

Km.CL 732sKm.CL 326s

Km.CL 825


Lectura ObtenidaLectura ObtenidaEn El Bloque De AceroEn El Bloque De Acero

* * Una pulgada es recorrida en dos unidades de tiempo a una:CC = 5.82 km/s = 5.82 km/s

Lectura = x 1.0” = 1.0 ``5.825.82

1”

100%908070605040302010

ACERO

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10


Lectura ObtenidaEn El Bloque De Aluminio

Lectura = x 1.0” = 0.920”5.826.32

1”

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

100%908070605040302010

ALUMINIO

* * Una pulgada es recorrida en 1.84 unidades de tiempo a una:CC = = 6.326.32 km/s km/s


Lectura ObtenidaEn El Bloque de Perpex

Lectura = x 1.0” = 2.131”5.822.73

1”

100%908070605040302010

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

PERPEX



Lectura ObtenidaEn Agua

Lectura = x 1.0” = 3.932”5.821.48


1”

100%

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

908070605040302010

AGUA


Velocidad LongitudinalVelocidad Longitudinal Es la velocidad del ultrasonido Es la velocidad del ultrasonido

cuando la onda es compresiva cuando la onda es compresiva y se propaga de forma normal y se propaga de forma normal al punto de emisión.al punto de emisión.

Se trasmite en todos los Se trasmite en todos los medios; sólidos , líquidos o medios; sólidos , líquidos o gaseosos.gaseosos.


Velocidad longitudinalVelocidad longitudinal

Ondas compresivasOndas compresivas

Velocidad longitudinalVelocidad longitudinal


Velocidad transversalVelocidad transversal Es la velocidad de las ondas Es la velocidad de las ondas

cortantes y es perpendicular a cortantes y es perpendicular a la de las ondas compresivas.la de las ondas compresivas.

Su velocidad es mas o menos Su velocidad es mas o menos la mitad de la velocidad la mitad de la velocidad longitudinal, solo se propaga longitudinal, solo se propaga en los sólidos.en los sólidos.


Velocidad transversalVelocidad transversal

Ondas Ondas

cortantescortantes

Velocidad Velocidad transversaltransversal


Velocidad superficialVelocidad superficial Solo se presenta en los Solo se presenta en los

sólidos.sólidos. Ocurre cuando una onda Ocurre cuando una onda

cortante alcanza la cortante alcanza la superficie del sólido.superficie del sólido.

Es aproximadamente 9/10 la Es aproximadamente 9/10 la velocidad transversal en el velocidad transversal en el medio de propagación.medio de propagación.


Ondas superficialesOndas superficialesOndas Ondas superficialessuperficiales


Longitud De OndaLongitud De Onda

Es la distancia recorrida Es la distancia recorrida por una onda completa y es por una onda completa y es igual a la distancia a través igual a la distancia a través de la cual se mueve la onda de la cual se mueve la onda por período o ciclo.por período o ciclo.


Longitud de ondaLongitud de onda


La Longitud De Onda Es:La Longitud De Onda Es:

Directamente Directamente proporcional a la velocidad proporcional a la velocidad de trasmisión en el medio e de trasmisión en el medio e inversamente proporcional inversamente proporcional a la frecuencia de emisión.a la frecuencia de emisión.


Donde:Donde:

= Longitud de onda.= Longitud de onda. C = Velocidad de trasmisión C = Velocidad de trasmisión

deldel sonido en el medio.sonido en el medio. f = Frecuencia de emisión.f = Frecuencia de emisión.

== C .C .

ff


Impedancia AcústicaImpedancia Acústica

Se define como la Se define como la resistencia que presenta un resistencia que presenta un material para trasmitir las material para trasmitir las vibraciones de las ondas vibraciones de las ondas ultrasónicas.ultrasónicas.


Donde:Donde: Z = Impedancia acústicaZ = Impedancia acústica ρ = Densidad del medio ρ = Densidad del medio

trasmisortrasmisor

CCmm = Velocidad máxima del = Velocidad máxima del sonidosonido

en el medio trasmisoren el medio trasmisor

Z=ρ * CZ=ρ * Cmm


Presión Acústica Presión Acústica Es la fuerza por unidad de Es la fuerza por unidad de

superficie normal al frente de la superficie normal al frente de la onda.onda.

En el caso de ondas planas y En el caso de ondas planas y esféricas la relación con la esféricas la relación con la amplitud máxima esta dada por: amplitud máxima esta dada por:


Donde:Donde:P = Presión Acústica MáximaP = Presión Acústica MáximaZ = Impedancia Acústica Del Z = Impedancia Acústica Del Material Material CCm m = Velocidad Máxima De = Velocidad Máxima De Trasmisión del sonido en elTrasmisión del sonido en el MaterialMaterial

PP = = Z CZ Cmm


Energía Acústica Energía Acústica EspecíficaEspecífica

Es la energía presente por Es la energía presente por unidad de volumen del unidad de volumen del medio trasmisor. En el caso medio trasmisor. En el caso de ondas planas y esféricas de ondas planas y esféricas se expresa según:se expresa según:


Donde:Donde:EEee = Energía Acústica específica. = Energía Acústica específica.

= Densidad del material = Densidad del material tratrannsmisor.smisor.C = Velocidad de trasmisión delC = Velocidad de trasmisión del sonido.sonido.

EEe e

== CCmm

221122


Intensidad AcústicaIntensidad Acústica Es la cantidad de energía Es la cantidad de energía

recibida por unidad de área en recibida por unidad de área en una unidad de tiempo.una unidad de tiempo.

Para el caso de ondas planas y Para el caso de ondas planas y esféricas se presenta la esféricas se presenta la siguiente relación:siguiente relación:


Donde:Donde:I = Intensidad acústicaI = Intensidad acústica = Densidad del material= Densidad del materialZ = Z = IImpedancia acústica del mpedancia acústica del

materialmaterial

I=I=

2 Z2 Z


Modos Y Tipos De Modos Y Tipos De OndasOndas

Las partículas del medio donde Las partículas del medio donde se propaga el sonido, se propaga el sonido, experimentan modos de experimentan modos de desplazamiento, lo que da lugar desplazamiento, lo que da lugar a diferentes tipos de ondas:a diferentes tipos de ondas:


Tipos De Ondas Tipos De Ondas Ondas longitudinales.Ondas longitudinales.

Ondas transversales o de corte.Ondas transversales o de corte.

Ondas de superficie o de Ondas de superficie o de Rayleigh.Rayleigh.

Ondas de placa o de Lamb.Ondas de placa o de Lamb.


Ondas Longitudinales.Ondas Longitudinales. llamadas también ondas de llamadas también ondas de

compresión, el compresión, el desplazamiento de las desplazamiento de las partículas es paralelo a la partículas es paralelo a la dirección de propagación dirección de propagación del sonido.del sonido.


PropiedadesPropiedades

Las ondas longitudinales se Las ondas longitudinales se desplazan en cualquier medio desplazan en cualquier medio sea sólido, líquido o gaseososea sólido, líquido o gaseoso..

Presentan la máxima Presentan la máxima velocidad de trasmisión del velocidad de trasmisión del sonidosonido..


Ondas TransversalesOndas Transversales Llamadas también ondas Llamadas también ondas

cortantes, cortantes, eel desplazamiento l desplazamiento de las partículas es normal de las partículas es normal (perpendicular) a la dirección (perpendicular) a la dirección de la propagación de la onda de la propagación de la onda compresiva. compresiva.


PropiedadesPropiedades Solo se propagan en los sólidosSolo se propagan en los sólidos.. La velocidad de propagación de La velocidad de propagación de

la onda transversal es la mitad la onda transversal es la mitad aproximadamente de la aproximadamente de la velocidad de la onda velocidad de la onda longitudinal en el mismo longitudinal en el mismo material.material.


Ondas Superficiales o Ondas Superficiales o De Rayleigh De Rayleigh

Estas ondas se propagan Estas ondas se propagan en la superficie del medio en la superficie del medio trasmisortrasmisor..


PropiedadesPropiedades

Solo se trasmiten en la superficie Solo se trasmiten en la superficie de los sólidos.de los sólidos.

La generan las ondas La generan las ondas transversales al alcanzar la transversales al alcanzar la superficie del medio superficie del medio inspeccionadoinspeccionado..


Penetran a una profundidad Penetran a una profundidad máxima de una longitud de onda máxima de una longitud de onda y su trayectoria es elípticay su trayectoria es elíptica..

la velocidad de propagación es la velocidad de propagación es de 9/10 la velocidad transversal de 9/10 la velocidad transversal del sonido en el medio.del sonido en el medio.


Generación de los modos Generación de los modos de ondade onda

Ondas Ondas

compresivascompresivas

Ondas Ondas

cortantescortantes

CCLL

CCTT

Ondas Ondas superficialessuperficiales


Ondas De Placa Ondas De Placa oo De De Lamb.Lamb.

Son aquellas que se generan Son aquellas que se generan cuando un material muy cuando un material muy delgado se somete a una delgado se somete a una vibración; vibración; sse clasifican en:e clasifican en:

Simétricas o de dilatación.Simétricas o de dilatación. Asimétricas o de flexión.Asimétricas o de flexión.


Interfase AcústicaInterfase Acústica Es la frontera entre dos Es la frontera entre dos

medios tramedios trannsmisores con smisores con diferente impedancia diferente impedancia acústica.acústica.

A mayor diferencia de las A mayor diferencia de las impedancias, menor cantidad impedancias, menor cantidad de sonido trade sonido trannsmitido.smitido.


Cada material tiene una Cada material tiene una impedancia acústica específicaimpedancia acústica específica

MaterialMaterialImpedancia Impedancia acústica acústica

101066 kg/m kg/m22 s sAireAire 0.0003980.000398AguaAgua 1.481.48GlicerinaGlicerina 2.402.40AceroAcero 45.7045.70AluminioAluminio 17.1017.10


Acoplante Acoplante La relación de impedancias de La relación de impedancias de

la interfase aire/acero ocasiona la interfase aire/acero ocasiona que se refleje una gran que se refleje una gran cantidad de energía sónica.cantidad de energía sónica.

Para eliminar este problema se Para eliminar este problema se emplean agentes acoplantes.emplean agentes acoplantes.


El acoplante solo elimina el El acoplante solo elimina el aire de la interfaseaire de la interfase

Al eliminar el aire de la Al eliminar el aire de la interfase acústica se interfase acústica se mejora la trasmisión del mejora la trasmisión del sonido.sonido.

Un buen acoplante tiene Un buen acoplante tiene las siguientes propiedades:las siguientes propiedades:


Propiedades De Un Buen Propiedades De Un Buen Acoplante.Acoplante.

Poseer una impedancia Poseer una impedancia acústica lo mas alta posible acústica lo mas alta posible para permitir una buena para permitir una buena trasmisión del sonido.trasmisión del sonido.

Mojar bien la superficie, con Mojar bien la superficie, con una viscosidad que permita una viscosidad que permita una fácil aplicación.una fácil aplicación.


Ser homogéneo, libre de Ser homogéneo, libre de burbujas y partículas.burbujas y partículas.

No ser toxico ni corrosivoNo ser toxico ni corrosivo SerSer económico económico y fácil de y fácil de

utilizar.utilizar.


Incidencia Perpendicular Incidencia Perpendicular Si una Si una ondaonda incide sobre incide sobre lla a

interfaseinterfase dede dos medios, una dos medios, una parte de la energía de la onda se parte de la energía de la onda se refleja refleja yy la otra parte se la otra parte se trasmitetrasmite en el segundo medio manteniendo en el segundo medio manteniendo su dirección y sentidosu dirección y sentido..


Trasmisión y ReflexiónTrasmisión y Reflexión

La cantidad de sonido que se La cantidad de sonido que se refleja y se transmite en la refleja y se transmite en la interfase es proporcional a la interfase es proporcional a la relación de las impedancias relación de las impedancias de los medios en contacto.de los medios en contacto.


Coeficiente de ReflexiónCoeficiente de Reflexión

La cantidad de energía La cantidad de energía reflejadareflejada en en lla interfase a interfase acústica de dos materiales; acústica de dos materiales; se se puede calcular de la siguiente puede calcular de la siguiente formaforma::


Donde:Donde:ZZ11 = Impedancia del medio 1 = Impedancia del medio 1ZZ22 = Impedancia del medio 2 = Impedancia del medio 2

%R=%R= (Z(Z22 – Z – Z11))22 (Z(Z11 + Z + Z22))22 ** 100 100


Energía reflejadaEnergía reflejada

ZZ11

CC11

ZZ22

CC22


Coeficiente de trasmisiónCoeficiente de trasmisión

Es lEs la cantidad de energía a cantidad de energía trasmitidatrasmitida en en lla interfase a interfase acústica de dos materiales; acústica de dos materiales; se puede calcular de la se puede calcular de la siguiente formasiguiente forma::


Donde:Donde:ZZ11 = Impedancia del medio 1 = Impedancia del medio 1ZZ22 = Impedancia del medio 2 = Impedancia del medio 2

%T=%T= 4 (Z4 (Z22 * Z * Z11)) (Z(Z11 + Z + Z22))22 ** 100 100


Energía trasmitidaEnergía trasmitida

ZZ11

CC11

ZZ22

CC22


Incidencia AngularIncidencia Angular Cuando una onda Cuando una onda incide incide

angularmente angularmente la interfase la interfase de dos materialesde dos materiales con con diferente impedancia diferente impedancia acústica;acústica;


una porción del sonido se una porción del sonido se refleja y otra se refracta refleja y otra se refracta en en un ángulo proporcional con un ángulo proporcional con la diferencia de velocidades la diferencia de velocidades de trasmisión del sonido.de trasmisión del sonido.


11aa ley de Snell ley de Snell

Su enunciado establece Su enunciado establece que:que:

“ “ El ángulo de incidencia y el El ángulo de incidencia y el ángulo de reflexión en una ángulo de reflexión en una superficie son iguales con superficie son iguales con respecto a la normal del respecto a la normal del medio reflector”medio reflector”


1a Ley de Snell1a Ley de Snell

Angulo de Angulo de incidenciaincidencia

Angulo de Angulo de reflexiónreflexión


22aa Ley de Snell Ley de Snell Su enunciado establece que:Su enunciado establece que:““LLa relación del ángulo de a relación del ángulo de

incidencia y de refracción incidencia y de refracción eses proporcional a la relación de proporcional a la relación de las las velocidades de trasmisión velocidades de trasmisión del sonido en los medios”del sonido en los medios”


Angulo de Angulo de refracciónrefracción

CC22


CC11


Donde: Donde: Sen Sen = ángulo de incidencia= ángulo de incidenciaSen Sen =ángulo de refracción =ángulo de refracción CC1 1 = Velocidad en el medio 1= Velocidad en el medio 1

CC22 = Velocidad en el medio 2 = Velocidad en el medio 2

Sen Sen Sen Sen

==

CC11

CC22


Primer Ángulo CrPrimer Ángulo Críítico De tico De IncidenciaIncidencia

Es el ángulo en el cual por Es el ángulo en el cual por refracción, úrefracción, únicamente nicamente se propagan se propagan laslas ondas de corte en el segundo ondas de corte en el segundo medio y medio y las ondaslas ondas longitudinal longitudinaleses sonson refractadasrefractadas hacia la superficie.hacia la superficie.


11erer ángulo crítico de ángulo crítico de incidenciaincidencia

Angulo de Angulo de refracción del refracción del haz cortantehaz cortante

Angulo de Angulo de refracción del haz refracción del haz compresivocompresivo

Velocidad Velocidad cortantecortante

CC11

Velocidad Velocidad compresiva compresiva



Segundo Ángulo Critico De Segundo Ángulo Critico De IncidenciaIncidencia

Es el ángulo en el cual por reflexiónEs el ángulo en el cual por reflexión se se propagan laspropagan las ondas ondas compresivascompresivas en el en el primerprimer medio y medio y las ondaslas ondas cortantescortantes sonson refractadasrefractadas hacia la superficie en hacia la superficie en el segundo medio trasmisor.el segundo medio trasmisor.


22oo ángulo crítico de ángulo crítico de incidenciaincidencia


Angulo de Angulo de refracción del haz refracción del haz cortantecortante

Velocidad Velocidad compresiva compresiva

Velocidad Velocidad cortantecortante

Angulo de Angulo de reflexiónreflexión


Trasmisión del ultrasonidoTrasmisión del ultrasonido

Las ondas de ultrasonido se Las ondas de ultrasonido se envian en forma de impulsos envian en forma de impulsos a una frecuencia establecida.a una frecuencia establecida.

La emisión no es contínua, La emisión no es contínua, por ese motivo se llama de por ese motivo se llama de pulso-ecopulso-eco


Forma de la onda empleada Forma de la onda empleada en ultrasonidoen ultrasonido

impulsoimpulso impulsoimpulso impulsoimpulso


Características Del Haz Características Del Haz UltrasónicoUltrasónico

Un eje central.Un eje central. Un campo muerto.Un campo muerto. Un campo cercano o zona Un campo cercano o zona

de Fresnel .de Fresnel . Un campo lejano o zona de Un campo lejano o zona de

Fraunhofer .Fraunhofer .


Campo lejano o zona de Campo lejano o zona de FraunhoferFraunhofer

Campo cercano o zona de Campo cercano o zona de FresnellFresnell

Campo muertoCampo muerto

transductortransductor


Campo MuertoCampo Muerto

Es la distancia frente al Es la distancia frente al transductor, su longitud es transductor, su longitud es equivalente a la longitud de equivalente a la longitud de un pulso completo, en esta un pulso completo, en esta zona ninguna indicación zona ninguna indicación puede detectarse.puede detectarse.


Campo muerto

Campo muertoCampo muerto


Campo Muerto o Zona MuertaCampo Muerto o Zona Muerta

Es el ancho del pulso inicial Es el ancho del pulso inicial medible en la EHP; su extensión medible en la EHP; su extensión es equivalente a la longitud de es equivalente a la longitud de un pulso completo. Es causado un pulso completo. Es causado por :por :


La longitud finita del pulso La longitud finita del pulso inicialinicial..

Tiempo de resonancia Tiempo de resonancia (oscilación(oscilación)) ddelel transductor. transductor.

Características electrónicas del Características electrónicas del instrumentoinstrumento..


Campo MuertoCampo Muerto

¾”¾”¼”¼”

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

100%908070605040302010

10=1”10=1”


Campo Muerto O Zona MuertaCampo Muerto O Zona MuertaSu magnitud depende de la amplitud de banda de Su magnitud depende de la amplitud de banda de frecuencias frecuencias ((banda ancha o bandabanda ancha o banda angosta)angosta) y de la y de la frecuencia central de oscilación del cristal piezoeléctricofrecuencia central de oscilación del cristal piezoeléctrico..

Rango de calibración: 1“ Palpador de haz recto serie gamma 3/4" de diámetro. Frecuencia : 5.00 MHz

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Rango de calibración: 1“Palpador de haz recto serie gamma 1/2" diámetro Frecuencia : 2.25 MHz.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10


Campo Cercano O Zona De Campo Cercano O Zona De FresnelFresnel

Es una zona de Es una zona de interferencia originada por interferencia originada por la vibración irregular del la vibración irregular del material que se encuentra material que se encuentra frente al transductor. frente al transductor.


Campo cercano o zona de Campo cercano o zona de FresnellFresnell

Campo Campo cercanocercano


Campo cercanoCampo cercano En esta zona se pueden detectar En esta zona se pueden detectar

discontinuidades pero no se discontinuidades pero no se pueden evaluar con respecto a pueden evaluar con respecto a patrones de referencia.patrones de referencia.

Se puede calcular la longitud del Se puede calcular la longitud del campo cercano por la siguiente campo cercano por la siguiente ecuación:ecuación:


Donde:Donde:N = longitud del campo N = longitud del campo

cercano.cercano.d = Diámetro efectivo del d = Diámetro efectivo del

transductor.transductor.f = Frecuencia f = Frecuencia C = Velocidad del ultrasonido C = Velocidad del ultrasonido

dd22*f*fN =N = 4 C4 C


Campo Lejano O Zona De Campo Lejano O Zona De FFraunhofer.raunhofer.

Es la región después del Es la región después del campo cercano y se campo cercano y se caracteriza porque la caracteriza porque la intensidad del haz intensidad del haz ultrasónico disminuye ultrasónico disminuye proporcionalmente a la proporcionalmente a la distancia del transductor.distancia del transductor.


Campo lejano o zona de Campo lejano o zona de FruanhoferFruanhofer

Campo lejanoCampo lejano

Angulo de Angulo de divergenciadivergencia


Divergencia Del HazDivergencia Del Haz En el campo lejanoEn el campo lejano,, la onda la onda

acústica acústica presenta una presenta una divergencia que disminuye la divergencia que disminuye la intensidad segúnintensidad según aumenta la aumenta la distancia desde el emisor.distancia desde el emisor.


Cálculo del ángulo de Cálculo del ángulo de divergenciadivergencia

Existen varias fórmulas Existen varias fórmulas para calcular el ángulo de para calcular el ángulo de divergencia, dependiendo divergencia, dependiendo del nivel de intensidad que del nivel de intensidad que se quiera en la frontera del se quiera en la frontera del haz ultrasónico.haz ultrasónico.


Cálculo del ángulo de divergenciaCálculo del ángulo de divergencia% I% I Caída en Caída en

dBdBFórmula aplicableFórmula aplicable

50%50% -6 dB-6 dB Sen Sen = 0.70= 0.70

32%32% -10 dB-10 dB Sen Sen = 0.88= 0.88

10%10% -20 dB-20 dB Sen Sen = 1.08= 1.08

0%0% InfinitoInfinito Sen Sen = 1.22= 1.22

CCF * dF * d

CCF * dF * d

CCF * dF * d

CCF * dF * d


Caida de la intensidad Caida de la intensidad acústicaacústica

- 6 db- 6 db- 10 db- 10 db

- 20 db- 20 db


Atenuación acústica.Atenuación acústica.

Es la perdida de energía de Es la perdida de energía de una onda ultrasónica al una onda ultrasónica al desplazarse a través de un desplazarse a través de un material. Las causas material. Las causas principales son la dispersión y principales son la dispersión y la absorción.la absorción.


Ley de la atenuación Ley de la atenuación acústicaacústica

Es la variación de la presión Es la variación de la presión acústica en el campo lejano.acústica en el campo lejano.

La presión disminuyeLa presión disminuye exclusivamente por efecto de exclusivamente por efecto de la atenuaciónla atenuación..

SSu ecuación es:u ecuación es:

95PRINCIPIOS FÍSICOSIMENDE A.C.

P = PP = P00 ee--LL

Donde:Donde:P = presión en un punto dado.P = presión en un punto dado.PP00 = presión acústica inicial. = presión acústica inicial.

= coeficiente de atenuación = coeficiente de atenuación lineallineal

L = Distancia desde el punto de L = Distancia desde el punto de emisiónemisión

Ut2 Principios Fis

Documents

Transcript of Ut2 Principios Fis