Frequenza e diametro non sono numeri di catalogo: decidono quanto in profondità arriva l’impulso, quanto sottile può essere il pezzo e quanto piccola l’area su cui appoggiare la sonda.
- ✓ Frequenza alta per gli spessori sottili, frequenza bassa per penetrare
- ✓ Diametro ridotto per superfici curve e aree di appoggio limitate
- ✓ Campo prossimo: la zona iniziale in cui il fascio non è stabile
- ✓ Ogni scelta è un compromesso fra risoluzione e penetrazione
Quando si sceglie un trasduttore ultrasonico le due grandezze che compaiono per prime sono la frequenza nominale e il diametro dell’elemento attivo. Sono i due parametri che, più di ogni altro, definiscono che cosa quella sonda potrà fare: su quale spessore leggerà, con quanta risoluzione, su quale geometria potrà appoggiarsi e in quali materiali riuscirà ad arrivare fino al fondo. Non esiste una combinazione migliore in assoluto, perché ogni scelta guadagna qualcosa e perde qualcos’altro.
La frequenza determina la lunghezza d’onda dell’impulso che viaggia nel materiale. Una frequenza elevata genera una lunghezza d’onda corta, e una lunghezza d’onda corta permette di distinguere echi molto ravvicinati: è la condizione necessaria per misurare spessori piccoli, dove l’eco di fondo torna a brevissima distanza da quello di partenza. Lo stesso impulso, però, si attenua rapidamente: le componenti ad alta frequenza vengono disperse dalla struttura del materiale, e su un pezzo spesso o su un materiale a grana grossa l’energia si esaurisce prima di tornare alla sonda.
Vuoi un aiuto nella scelta del prodotto giusto ?
Una frequenza più bassa fa il contrario. La lunghezza d’onda cresce, la risoluzione peggiora e il minimo spessore misurabile si alza, ma l’impulso attraversa il materiale con perdite molto minori. È per questo che le sonde a bassa frequenza sono la scelta obbligata su ghise, compositi, plastiche e in generale su tutto ciò che disperde il fascio, mentre le sonde ad alta frequenza appartengono al mondo della misura di precisione su materiali fini e superfici lavorate.
Che cosa cambia al variare dei parametri
| Parametro | Effetto sulla misura |
|---|---|
| Frequenza alta | Risoluzione migliore e spessori minimi più bassi, penetrazione ridotta |
| Frequenza bassa | Penetrazione superiore in materiali attenuanti, risoluzione inferiore |
| Diametro grande | Più energia trasmessa, ma richiede un’area di appoggio ampia e piana |
| Diametro piccolo | Accesso a superfici curve e punti stretti, segnale complessivamente più debole |
| Campo prossimo | Zona iniziale con ampiezza irregolare: penalizza le letture molto vicine alla superficie |
Il diametro e la geometria del pezzo
Il diametro dell’elemento attivo governa quanta energia entra nel pezzo e quanto è ampia l’impronta di contatto. Un cristallo grande trasmette di più e favorisce le misure difficili, ma pretende una superficie piana e libera su cui appoggiarsi: su un tubo di piccolo diametro il contatto avviene solo lungo una generatrice, l’accoppiamento si riduce e la lettura diventa instabile.
Un cristallo piccolo risolve il problema geometrico e raggiunge punti altrimenti inaccessibili, a costo di un segnale più debole. Su curvature strette la sonda a diametro ridotto è quindi spesso l’unica praticabile, ed è il motivo per cui il catalogo dei trasduttori propone più formati per la stessa frequenza.
Il terzo elemento è il campo prossimo. Nella prima parte del percorso il fascio generato dal cristallo non è ancora regolare: le onde emesse dai diversi punti della superficie attiva interferiscono fra loro e l’ampiezza varia in modo irregolare da un punto all’altro. Solo oltre quella distanza il fascio si stabilizza e comincia a divergere in modo ordinato. L’estensione del campo prossimo cresce con il diametro e con la frequenza, ed è la ragione fisica per cui una sonda grande e ad alta frequenza non è adatta a leggere spessori molto piccoli: la zona da misurare cadrebbe proprio dove il fascio è meno stabile. La soluzione consueta è interporre una linea di ritardo, che sposta il campo prossimo dentro il materiale di ritardo e lascia al pezzo solo la parte utile del fascio.
Strumenti consigliati
| Prodotto | Perché è pertinente |
|---|---|
| Trasduttori per spessimetri di precisione | Frequenze elevate e diametri contenuti per spessori sottili e materiali fini |
| Trasduttori per spessimetri di corrosione | Formati e frequenze pensati per superfici reali e geometrie non piane |
| Dakota PZX1-DL | Misura di precisione su substrati sottili, dove il campo prossimo è determinante |
| Blocchetti di calibrazione | Riferimenti di spessore noto per verificare la risposta della sonda scelta |
Domande frequenti
No. Una frequenza alta migliora la risoluzione e abbassa lo spessore minimo misurabile, ma si attenua rapidamente: su materiali a grana grossa o su spessori elevati l’eco di fondo può non tornare. La frequenza si sceglie in funzione del materiale e dello spessore atteso.
Perché su una superficie fortemente curva una sonda di diametro ampio appoggia solo lungo una linea e l’accoppiamento risulta parziale. In questi casi si impiega un trasduttore di diametro ridotto, che aderisce meglio alla curvatura.
È il tratto iniziale del fascio, vicino al cristallo, in cui l’ampiezza è irregolare per effetto delle interferenze. Le misure che cadono in quella zona risultano poco affidabili: per questo su spessori molto piccoli si impiegano sonde con linea di ritardo.
Torna a Trasduttori e accoppiamento oppure scriveteci dalla pagina Contatti.
Maggiori informazioni e contatti
Partner divisione sistemi e integrazione sensori : www.roder.it
Maggiori informazioni su RODER SRL : chi siamo
Contatto per informazioni generali : info@roder.it
Contatto per informazioni su questi prodotti : info@roder.it
Le informazioni contenute in questa pagina web sono fornite a scopo puramente informativo. Pur essendo state elaborate con la massima cura, non costituiscono un’offerta contrattuale né un impegno vincolante per la fornitura. Possono contenere errori di trascrizione, traduzione o refusi. Per informazioni precise e aggiornate, si invita a contattare direttamente la nostra azienda.
Alcune immagini presenti su questo sito web sono state generate intenzionalmente utilizzando l’Intelligenza Artificiale (IA). Ciò è dovuto al fatto che, per molte applicazioni e progetti, non è possibile divulgare fotografie dell’installazione o del sistema reale a causa di accordi di riservatezza, clausole contrattuali e accordi di non divulgazione (NDA).