طراحی و شبیه سازی فرستنده و گیرنده دستگاه عیب یاب فراصوت

آزمون غیر مخرب یک از کارآمدترین شیوه های تشخیص وجود یا عدم وجود عیب، نقص، ناپیوستگی، حفره، خراش و ... در مواد می باشد. روش های مختلفی برای آزمون غیرمخرب مواد وجود دارد. که هر یک کاربرد خاص خود را دارد. در بین انواع روش های آزمون غیرمخرب، آزمون فراصوت (آلتراسونیک) یکی از متداول ترین و پرکاربردترین روش هاست. آزمون فراصوت به صورت گسترده ای، هم برای ارزیابی پزشکی و هم ارزیابی صنعتی به کاربرده می شود. در آزمون های غیر مخرب کاربردهای صنعتی، امواج فراصوت برای شناسایی عیب و نقص های داخل و یا سطوح مواد و قطعات استفاده می شوند. هدف از این مقاله طراحی، شبیه سازی و تحلیل مدارهای فرستنده و گیرنده امواج فراصوت بیزوالکتریکی با فرکانس ۴۰ کیلوهرتز می باشد که در نهایت برای ساخت دستگاه عیب یاب فراصوت با فرکانس ۴۰ کیلوهرتز با کاربرد عیب یابی موادی از جنس فولاد می تواند مورد استفاده قرار گیرد. پیزوالکتریک فرستنده، امواج فراصوت ۴۰ کیلوهرتز را داخل جسم تحت بررسی ارسال می کند. این امواج پس از برخورد با عیب یا ترک داخل جسم و برگشت از آن، توسط گیرنده دریافت می شود. در مدار گیرنده ارائه شده، برای تولید پالس پژواک یا کیفیت از روی امواج پژواک دریافتی، از یک تقویت کننده و فیلتر میان گذر سه طبقه با فرکانس مرکزی ۴۰ کیلوهرتز و بهره ۱۰۰۰ استفاده شده است. همچنین در طراحی مدار فرستنده پوش- پول ارائه شده، محافظت از حسگر و قطعات اصلی در صورت از کار افتادن پردازنده لحاظ شده است. حفاظت از پردازنده در مدار گیرنده هم در نظر گرفته شده است. برای افزایش دقت نتیجه نهایی در شبیه سازی مدارهای فرستنده و گیرنده اثر مدار معادل پیزوالکتریک نیز اعمال شده است. در این مقاله ابتدا مفاهیم اولیه فراصوت و تکنیک های آزمون معرفی می شود. سپس با انتخاب روش آزمون فراصوت "پالس پژواک"، به طراحی و شبیه سازی مدارهای گیرنده و فرستنده در نرم افزارهای ارکد، کد ویژن و پروتئوس پرداخته می شود.

Keywords:

فراصوت , (التراسونیک) , حسگر , پالس پژواک (اکو) , عیب یاب , پیزوالکتریک