Transductores piezoeléctricos
La conversión de pulsos eléctricos en vibraciones mecánicas y la conversión de vibraciones mecánicas devueltas en energía eléctrica es la base de las pruebas ultrasónicas. El elemento activo es el corazón del transductor, ya que convierte la energía eléctrica en energía acústica, y viceversa. El elemento activo es básicamente una pieza de material polarizado (es decir, algunas partes de la molécula están cargadas positivamente, mientras que otras partes de la molécula están cargadas negativamente) con electrodos unidos a dos de sus caras opuestas. Cuando se aplica un campo eléctrico a través del material, las moléculas polarizadas se alinearán con el campo eléctrico, dando como resultado dipolos inducidos dentro de la estructura molecular o cristalina del material. Esta alineación de las moléculas hará que el material cambie de dimensión. Este fenómeno se conoce como electroestricción. Además, un material polarizado permanentemente como el cuarzo (SiO2) o el titanato de bario (BaTiO3) producirá un campo eléctrico cuando el material cambie de dimensiones como resultado de una fuerza mecánica impuesta. Este fenómeno es conocido como el efecto piezoeléctrico.
El elemento activo de la mayoría de los transductores acústicos utilizados hoy en día es una cerámica piezoeléctrica, que se puede cortar de varias maneras para producir diferentes modos de onda. Se puede ver un gran elemento cerámico piezoeléctrico en la imagen de un transductor seccionado de baja frecuencia. Antes de la llegada de la cerámica piezoeléctrica a principios de la década de 1950, se utilizaron principalmente cristales piezoeléctricos hechos de cristales de cuarzo y materiales magnetoestrictivos. El elemento activo todavía se refiere a veces como el cristal por los temporizadores antiguos en el campo NDT. Cuando se introdujeron las cerámicas piezoeléctricas, pronto se convirtieron en el material dominante de los transductores debido a sus buenas propiedades piezoeléctricas y su facilidad de fabricación en una variedad de formas y tamaños. También funcionan a baja tensión y se pueden utilizar hasta aproximadamente 300 ° C. El primer piezocerámico de uso general fue el titanato de bario, que fue seguido durante la década de 1960 por composiciones de titanato de zirconato de plomo, que son las cerámicas más utilizadas para la fabricación de transductores. En algunas aplicaciones también se están utilizando nuevos materiales como piezo-polímeros y compuestos .
El grosor del elemento activo está determinado por la frecuencia deseada del transductor. Un elemento de oblea delgado vibra con una longitud de onda que es el doble de su espesor. Por lo tanto, los cristales piezoeléctricos se cortan a un espesor que es 1/2 de la longitud de onda irradiada deseada. Cuanto mayor sea la frecuencia del transductor, más delgado será el elemento activo. La razón principal por la que no se producen transductores de contacto de alta frecuencia es porque el elemento es muy delgado y demasiado frágil.
Transductor ALTRASONICO Puede personalizarse en sus aplicaciones, combinando el tipo adecuado y brindándole una solución profesional.
