Recentemente, a equipe de pesquisa da Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, desenvolveu um adesivo flexível flexível que facilita a realização de exames de ultrassonografia em uma variedade de estruturas perfiladas, como peças de motores, turbinas, cotovelos de reatores e ferrovias. Os dispositivos ultra-sônicos tradicionais costumam ser difíceis de detectar.
Ao nosso redor, as ondas sonoras estão por toda parte. No entanto, a gama de frequências acústicas que podem ser ouvidas pelo ouvido humano é de (20 Hz a 20 KHz). "Ultrassônico" significa uma onda sonora com frequência maior que 20K Hz, que não pode ser ouvida pelo ouvido humano.
Tecnologia ultra-sônica é uma área de tecnologia quente que merece atenção, e também há uma variedade de inovações no campo. Eu já apresentei alguns casos clássicos sobre tecnologia ultrassônica, vamos revisar:
1) Os resultados da pesquisa da Universidade de Bristol, no Reino Unido, mostram que, no futuro, dispositivos vestíveis, como relógios inteligentes, podem usar imagens ultra-sônicas para detectar movimentos das mãos.
2) A Universidade de Sussex, no Reino Unido, transforma a palma da mão em um dispositivo de exibição interativa humano-computador, transmitindo ondas ultrassônicas no dorso da mão e detectando sinais táteis na palma da mão.
3) A Universidade da Califórnia, Riverside (UCR) desenvolveu um implante de crânio feito de material cerâmico para ajudar os médicos a enviar ultrassom para o cérebro e usar ultra-som para tratar doenças cerebrais.
4) A Universidade do Missouri desenvolveu um dispositivo a laser mais seguro que combina tecnologia de ultrassom com luz laser para fornecer luz laser ao tecido da pele através de contato direto.
Além dos casos acima, o teste ultrassônico também é um uso não essencial da tecnologia. O teste ultrassônico é um método de teste não destrutivo convencional que usa tecnologia ultrassônica. Ele usa a diferença nas propriedades acústicas do material e seus defeitos para examinar os defeitos internos do material pela reflexão da propagação da onda ultrassônica e a variação de energia do tempo de penetração.
Na imagem abaixo: Em um canteiro de obras, os técnicos estão usando equipamentos de arranjo de fases ultrassônico para testar defeitos em soldas de tubos. O dispositivo de detecção consiste de uma estrutura com uma roda magnética que é colocada em contato com o tubo por uma mola. A área molhada é um acoplamento ultrassônico que permite que as ondas sonoras penetrem na parede do tubo.
O princípio geral do teste ultrassônico é mostrado na figura abaixo. Esquerda: A sonda envia ondas ultrassônicas para o interior do material de teste. Existem dois logotipos: o primeiro da sonda e o segundo da interface. Direita: O defeito cria um terceiro marcador e ao mesmo tempo reduz a amplitude da onda refletida. A profundidade do defeito é determinada por D / Ep.
No entanto, a base de uma sonda ultrassônica convencional é plana e rígida, de modo que não mantém um bom contato ao digitalizar superfícies curvas, onduladas, anguladas e outras superfícies irregulares. De acordo com Sheng Xu, professor de nanoengenharia da Jacobs School of Engineering na Universidade da Califórnia, em San Diego (o autor do artigo sobre pesquisa inovadora a ser apresentado abaixo), isso é muito limitado porque as superfícies não planas são muito comuns. na vida cotidiana. .
Francesco Lanza di Scalea, professor de engenharia estrutural na Universidade da Califórnia, em San Diego, e co-autor do artigo, disse: "As curvas, cantos e outros detalhes estruturais são as áreas mais críticas de falha. Elas são áreas de alto estresse. Rigidez tradicional As sondas planares não são ideais para a geração de imagens de defeitos internos nessas áreas. "
A fim de tornar a sonda e a superfície do objeto melhor em contato com o teste, são geralmente usados gel, óleo, água e similares. Mas muitas dessas substâncias irão filtrar alguns sinais. Além disso, as sondas ultrassônicas convencionais também são muito volumosas e não conseguem detectar essas peças difíceis de alcançar.
Se um carro tiver uma rachadura em uma área de difícil acesso, o inspetor precisa desmontar todo o motor e mergulhar a peça na água para obter uma imagem tridimensional completa.
Inovação
No entanto, um novo dispositivo supera as deficiências dos dispositivos ultrassônicos atuais e pode ser aplicado a objetos que não são completamente superfícies planas. Os resultados relevantes da pesquisa foram publicados na revista Science Advances em 23 de março.
tecnologia
A sonda de ultrassom flexível desenvolvida pela equipe da Universidade da Califórnia trabalha em superfícies modeladas sem a necessidade de água, gel ou óleo. É um remendo fino com um padrão de elastômero de silicone com uma estrutura de "ponte de ilha". Fundamentalmente, esta é uma matriz de pequenos componentes eletrônicos (ilhas), cada um conectado entre si por uma estrutura semelhante a uma mola (ponte). A ilha contém eletrodos e dispositivos transdutores piezoelétricos. Quando a corrente passa, produz ondas ultrassônicas. A ponte é um fio de cobre elasticamente curvo semelhante a uma mola que permite que o remendo se adapte a superfícies não planas sem afetar sua função eletrônica.
Esquema de design de matriz de transdutor ultra-sônico flexível
Patches ultra-sônicos flexíveis não afetam sua função eletrônica quando esticados e torcidos.
