Marco experimental para reconfiguración de las condiciones de excitación-conmutación pulsada en sistemas ultrasónicos de END

Abstract

[EN] In industrial NDT ultrasonic applications, highly attenuating and dispersive explored media are frequently encountered. A high efficiency and a high signal to noise ratio are usually required in order to cover the necessary dynamic range. In order to attain these requirements, the electrical matching/tuning between the high-voltage electronic generator and the piezoelectric emitter transducer, as well as the coupling between the piezoelectric receiver and the specific reception electronics have to be optimised. In this paper, a modular experimental "testingbench", designed and developed for the optimization of the different subsystems involved in the generation and reception of pulsed ultrasonic signals, is presented. The main functional modules, characteristics and operating options are described. Some computed and experimental examples, for the assessment of NDT-pulser responses using the experimental framework, are included.

[ES] En muchas aplicaciones industriales de ensayo no destructivo (END) por ultrasonidos de alta frecuencia, la inspección en modo pulso-eco de determinados productos tropieza con problemas derivados de la elevada atenuación producida en las señales acústicas pulsadas con las que se realiza la exploración. Esto puede estar originado por el tipo de material o la estructura interna bajo ensayo, y exige un amplio rango dinámico para la relación señal-ruido (incluso de hasta 100 dB) lo que implica un diseño cuidadoso de todas las etapas que componen la cadena electromecánica. En particular puede ser crítica la optimización de la banda de paso global en emisión-recepción de dicha cadena. Esta banda de paso viene determinada en gran parte por el medio a inspeccionar y por el tipo de transductor, pero también depende en buena medida del sistema electrónico de excitación, incluyendo la red de adaptación eléctrica, y posibles elementos de conmutación como parte de dicho sistema.

Como resultado de la experiencia acumulada por nuestro grupo sobre aspectos de excitación y control de transductores piezoeléctricos en banda ancha para sistemas ultrasónicos de END e imagen acústica, surgió la necesidad de disponer de un sistema flexible de laboratorio para excitación y conmutación de transductores piezoeléctricos, que fuese adaptable a un gran número de condiciones reales de trabajo. Para cubrir esa necesidad hemos diseñado y desarrollado un marco experimental de configuración flexible que resulta de utilidad para el análisis de las características y condiciones de excitación-recepción electrónica en los sistemas ultrasónicos utilizados para ensayos no destructivos. Dicho marco permite evaluar el comportamiento de múltiples configuraciones y la influencia de cada una de las etapas del sistema electrónico de excitación sobre la amplitud, ancho de banda y factor de rizado del espectro de frecuencia de la banda de paso global, lo que a su vez se traducirá en las correspondientes características temporales y frecuenciales de los ecos recibidos.