Análise de parâmetros ultra-sónicos no domínio da frequência

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1 Análise de parâmetros ultra-sónicos no domínio da frequência 1 TRABALHO LABORATORIAL Nº 4 Análise de parâmetros ultra-sónicos no domínio da frequência Introdução: Em controlo não destrutivo por ultra-sons usando análise espectral é possível obter informação sobre o comportamento dos transdutores e dos materiais a analisar. No caso dos transdutores a curva de resposta em frequência é importante, pois fornece-nos a gama de frequências para as quais o transdutor pode ser usado. Usando transdutores de banda larga podem ser determinados espectros de atenuação (variação da atenuação com a frequência) ou da velocidade de fase. Grandezas no domínio do tempo podem também ser determinadas à custa de medições no domínio da frequência, como é o caso do cálculo da velocidade usando o método de análise de 2 sinais consecutivos do fundo de uma peça. O espectro desse sinal aparece modulado em frequência, sendo a relação entre 2 mínimos ou máximos inversamente proporcional ao intervalo de tempo se separa os 2 sinais, sendo a velocidade dada por V 2L 2L f t A vantagem relativamente ao método convencional é dada pelo facto de se poder aumentar o número de pontos no calculo no domínio da frequência, levando a um aumento da precisão. Material: - Pulser/Receiver; - Transdutores Krautkramer MB4S-4 (4 MHz) e Panametrics V106 (2,25 MHz) (ondas longitudinais); - Osciloscópio digital; - Computador; - Bloco de aço.

2 Análise de parâmetros ultra-sónicos no domínio da frequência 2 Descrição do trabalho: 1 - Ligue o sinal de saída do Pulser/Receiver ao canal 1 do osciloscópio e o transdutor MB4S-4 à saída/entrada T/R, para funcionamento em pulso-eco. Usando o liquido de acoplamento visualize no osciloscópio os sinais do fundo da peça. 2 - Determine a velocidade de propagação. 3 - Seleccione no osciloscópio apenas um sinal do fundo da peça. Coloque o modo de aquisição em 16 médias. Faça a aquisição do sinal em formato CSV usando o porto USB do osciloscópio. Usando o Matlab e o script espectro.m determine a curva de resposta em frequência do sinal adquirido, fazendo eventuais alterações ao código. 4 Repita o procedimentos do ponto 3 o outro transdutor disponível. 5 Guarde as curvas de resposta em frequência. Determine a frequência central e compare com os valores teóricos. Determine a largura de banda a -3 e a -6 db e o factor de qualidade eléctrico para ambos os transdutores. 6 Novamente para o transdutor MB4S-4 visualize no osciloscópio separadamente as duas réplicas seguintes (2ª e 3ª) provenientes do fundo da peça e registe os valor pico-a-pico desses sinais bem como da primeira réplica (use as medidas automáticas do osciloscópio). Repita o procedimento do ponto 3 para cada um dos sinais. 7 Visualize simultaneamente as curvas de resposta em frequência referentes aos 3 sinais relativos ao ponto 3 e 6. Para a sua frequência central determine e registe com auxilio da função zoom as relações entre as amplitudes. Compare esses valores com os valores obtidos no ponto anterior. Comente.

3 Análise de parâmetros ultra-sónicos no domínio da frequência 3 espectro.m M = dlmread('tek0000.csv', ',', 18,1); % lê ficheiro CSV eliminando cabeçalho v1=m(:,4); % selecciona coluna correspondente à amplitude do sinal save sinal1.txt v1 -ascii; % guarda em formato de texto m=1024*5; f1=40e3; f2=2e6; BT=1e-6; fa=2500/(10*bt); % nº de pontos a usar no cáculo da FFT % freq. inicial % freq. final % base de tempo do osciloscópio % frequência de amostragem n1=round(f1*m/fa); n2=round(f2*m/fa); load sinal1.txt; ya1=fft(sinal1,m); a1=abs(ya1); % cálculo da transformada de Fourier com m pontos % espectros f1=fa*(1:m)/m; f=f1(n1:n2); plot(f,a1(n1:n2));

4 Análise de parâmetros ultra-sónicos no domínio da frequência 4 Resposta 2: FOLHA DE RESPOSTAS Resposta 5: Resposta 6: A 1 / A 2 = A 2 /A 3 = Resposta 7: A 1 / A 2 = A 2 /A 3 = Comentários:

5 Análise de parâmetros ultra-sónicos no domínio da frequência 5 Resposta 8: Resposta 9: Grupo: Turma: Nomes: Data: