2.3 Sökare

I alla ultraljudsystem är sökarens utformning praktiskt taget helt avgörande för systemets funktion.

Sökaren karaktäriseras av sina dimensioner, ultraljudfrekvensen, det vill säga kristallens egenfrekvens, kristallens montering och därmed dess dämpning, kristalltyp och eventuellt förekommande akustiskt linssystem (se Figur 14).

Det aktiva elementet i en sökare är en piezoelektrisk kristall. Denna kan vara en naturlig kristall som till exempel kvarts, men i nutida sökare är kristallen oftast tillverkad av material som lithiumsulfat, bariumtitanat, blyzirconattitanat eller blymetaniobat. Vart och ett av dessa material har sina för- och nackdelar både vad gäller förmåga att sända/omvandla och ta emot signaler och vad gäller påverkan av yttre miljöer som till exempel värme och vätskor.

Eftersom sökaren är en av de viktigaste ingående delarna i ett ultraljudsystem bör kraven på denna specificeras noga vid inköp. Varje sökare är unik och bör därför kontrolleras vid mottagandet, så att den uppfyller ställda krav. Kontrollen bör sedan upprepas periodiskt till exempel en gång per år, eftersom en sökare åldras och förändras även om den inte används. Dessa kontroller bör lämpligen utföras i speciella sökarprovningsutrustningar och i enlighet med gällande europastandard.

Luft är ett dåligt överföringsmedium av ljud i MHz-området. Skillnaden i impedans mellan luft och de flesta fasta material är så stor, att även ett mycket tunt skikt av luft är tillräckligt för att nästan totalt förhindra överföring av ultraljud från en sökare till ett provobjekt. Det är därför nödvändigt att förhindra att luft finns mellan sökare och provobjekt. Kopplingsmedel, som normalt används för detta ändamål är vatten, oljor, glycerin, oljebaserat fett, silikon och tapetklister.

Vid val av kopplingsmedel bör man ta hänsyn till bland annat ytbeskaffenhet hos provobjektet, temperatur, risk för kontaminering av provobjektet, eventuell risk för korrosion av provobjektet, efterföljande rengöring samt aktuell provningssituation, till exempel manuell eller automatisk provning.

Eftersom ultraljudprovning är en jämförande metod, till skillnad från andra oförstörande provningsmetoder som till exempel röntgen där man får en direkt avbildning av eventuella defekter, måste man ha en referens eller kalibreringskropp för att ställa in provningskänslighet och för att utvärdera funna indikationer.

Referenser och kalibreringskroppar kan vara av olika slag. En del är standardiserade som till exempel:

a) Area-amplitudprovkroppar, med en serie flatbottnade hål i olika storlekar borrade till samma djup. Dessa provkroppar kan användas för att kontrollera ett systems linearitet och i viss mån även för storleksbestämning av defekter för raka sökare.

b) Avstånd-amplitudprovkroppar med en serie av flatbottnade hål med samma diameter men borrade till olika djup. Dessa används för att kontrollera variationer i amplitud med avseende på dämpning och djup under ytan.

c) Kalibreringskropp 1 och 2 enligt svensk standard används i huvudsak för att kalibrera vinkelsökare för kontaktprovning och för att kontrollera både rak- och vinkelsökares egenskaper i kombination med aktuellt ultraljudinstrument.

Referenser kan också vara provkroppar innehållande artificiella och/eller naturliga defekter för direkt bestämning av kassationsgräns. Den sortens referenser specificeras ofta av köparen och utgör en del av överenskommelsen mellan köpare och säljare av en produkt.

Viktigt att komma ihåg är, att dessa referenser måste vara av samma material, ha samma struktur, värmebehandling och yta som det material som skall provas.

Mekaniserad provning i för provningsobjektet speciellt anpassad provningsutrustning är att föredra vid ultraljudprovning, om krav finns på något eller flera av följande.

• provning enligt ett förutbestämt mönster
• provning med hög hastighet
• provning med hög noggrannhet
• repeterbarhet av provningen
• automatisk sortering av kasserat-godkänt
• automatisk felmärkning
• provning i radioaktiv eller smutsig miljö
• digital eller analog registrering av provningsresultatet
• datainsamling
• statistikbehandling av provningsdata