Desarrollo de un sistema ultrasónico TOFD configurable

Abstract

En el presente Trabajo Final de Grado, Desarrollo de un sistema TOFD configurable, se desarrolla un sistema para la aplicación de la técnica de Ensayos No Destructivos TOFD (Time of flight diffraction) o tiempo de vuelo de la difracción, que utiliza señales ultrasónicas, para inspeccionar principalmente material base y determinar y registrar el tamaño real de un defecto. La primera parte del sistema consiste en una aplicación software con una interfaz gráfica de usuario para el control y la configuración del sistema compacto comercial ULTRASCOPE TOFD; del encoder óptico rotatorio, conectado a través del microcontrolador Arduino; y de las distintas visualizaciones gráficas disponibles; entre otros aspectos. Mediante la aplicación desarrollada se emiten pulsos ultrasónicos a través de uno de los transductores piezoeléctricos conectados al sistema ULTRASCOPE, el cual funciona como emisor, a través del otro transductor piezoeléctrico situado en el mismo plano que el transductor emisor, se reciben los pulsos ultrasónicos emitidos por el primer transductor y los cuales han sido difractados por heterogeneidades en el interior del material o reflejados desde el fondo. La segunda parte consiste en un sistema mecanizado adaptable donde acoplar el encoder óptico rotatorio y los transductores piezoeléctricos, para poder realizar inspecciones espaciales en materiales. La unión de la aplicación software y el sistema mecanizado, permite la toma de forma automatizada de señales ultrasónicas TOFD a lo largo de la pieza. Esto le confiere al sistema la capacidad de obtener trazas temporales equiespaciadas A-Scan para posteriormente formar imágenes B-Scan que equivalen a una “radiografía” interna del material inspeccionado. El sistema también ofrece la posibilidad de configurar un gran número de parámetros

In the current Bachelor’s Thesis, Development of a configurable TOFD system, is developed a system for the application of the Non Destructive Technique TOFD (Time of flight diffraction), which uses ultrasonic signals in order to explore mainly base material and determine and register the real size of a defect. The first part of the system consists of a software application with a graphical user interface, for the control and the configuration of the compact commercial system ULTRASCOPE TOFD; of the optical rotatory encoder, connected through the Arduino microcontroller; and the different available graphical visualizations; among other aspects. By means of the development application, ultrasonic pulses are emitted through one of the piezoelectric transducers connected to the ULTRASCOPE system, which works as transmitter; through the other piezoelectric transducer, placed in the same level than the emitter transducer, emitted ultrasonic pulses by the first transducer are received, these received ultrasonic pulses have been diffracted by heterogeneities in the interior of the material, or reflected by the bottom. The second part consists on an adaptable mechanized system where to adapt the optical rotatory encoder and the piezoelectric transducers, in order to make special inspections in the materials. The merge of the software application and the mechanized system, permits the automatized TOFD ultrasonic signals acquisition along the piece. This gives to the system the capacity to obtain equispaced temporary traces A-Scan to subsequently make B-Scan images, which are equivalent to an internal “radiography” of the inspected material. The system also offers the posibility of a large number of parameters’ configuration.