Referência de Raio em Placa Plana e Elemento Circular Ultrassónico
Calcular a geometria ideal do raio de primeira perna e de salto completo numa placa plana paralela, o comprimento de onda para uma velocidade de onda calibrada fornecida pelo utilizador e uma referência de campo próximo de elemento circular separada.
Entradas controladas
Resultados de referência
Equações e unidades
Primeira perna: s₁ = t / cos β; x₁ = t tan β
Duas pernas / um salto completo: s₂ = 2t / cos β; x₂ = 2t tan β
Comprimento de onda: λ = c / f
Campo próximo exato do elemento circular: N₀ = (D² − λ²) / (4λ)
Aproximação de grande abertura: N₀ ≈ D² / (4λ) = D²f / (4c)
- β é o ângulo refratado na peça de ensaio, medido a partir da normal à superfície. As fórmulas não calculam a refração a partir de um ângulo de incidência do cunha.
- t, s, x, D, λ e N₀ estão em milímetros. c é introduzido em m/s e f em MHz; λ(mm) = c / [1000 f(MHz)].
- Os tempos de trânsito exibidos incluem apenas a propagação na peça de ensaio: tempo(µs) = 1000 × caminho(mm) / c(m/s). O tempo de zero do cunha, linha de atraso, acoplante e instrumento é excluído.
- A equação exata do elemento circular é avaliada apenas para D/λ > 1. A referência da Olympus imprime a aproximação com D/λ > 10; a folha de cálculo informa se essa condição é cumprida sem a tratar como um veredito de seleção de sonda.
- Para um cunha de feixe angular ou sonda retangular, o campo próximo efetivo também depende dos ângulos de incidência/refração, comprimento do elemento, caminho do cunha, velocidades e um fator de correção. Esta folha de cálculo não adivinha intencionalmente essas entradas.
Exclusões do modelo
| Item excluído | Porque é que o resultado simples é insuficiente | Controlo necessário |
|---|---|---|
| Tabela de velocidades do material | A velocidade depende do modo de onda, composição, estrutura e condição; um valor genérico não calibra a distância. | Verifique a velocidade/zero com a configuração real e um bloco de referência aplicável ou caminho conhecido. |
| Geometria do cunha e ponto de índice | O trânsito do cunha, ângulo de incidência, ponto de índice do feixe e temperatura afetam o caminho e ângulo reais do conjunto. | Calibre o conjunto sonda/cunha e verifique o ângulo refratado. |
| Peça de ensaio curva | A trigonometria de placa plana torna-se imprecisa e o ângulo de reflexão muda. | Utilize a correção de superfície curva validada para a geometria interior/exterior real. |
| Largura do feixe, focalização e cobertura | Um raio de linha central não descreve o campo sonoro nem a cobertura de varrimento. | Utilize o modelo da sonda, o procedimento e a verificação de cobertura. |
| Detetção, caracterização e dimensionamento | A orientação do refletor, resposta, atenuação, dispersão, acoplamento, largura de banda, sensibilidade e relação sinal-ruído não são calculadas. | Utilize refletores de referência calibrados e a técnica de deteção/dimensionamento aplicável. |
| Aceitação | A geometria por si só não contém nível de ensaio, nível de avaliação nem critério de aceitação. | Aplique o procedimento do produto/código/contrato e as suas regras de aceitação atuais. |
Evidência e estatuto da norma
Explica que os cálculos de posição de feixe angular predefinidos assumem uma peça de ensaio plana e utilizam velocidade calibrada, ângulo refratado, espessura e ponto de índice do feixe; a curvatura requer relações diferentes.
Documento oficial do fabricanteApresenta N₀ = (D² − λ²)/(4λ), a aproximação D²f/(4v) com D/λ > 10, e equações separadas de campo próximo efetivo para sondas de disco ou retangulares em cunhas.
PDF oficial do fabricanteAfirma que a calibração de velocidade/zero é necessária quando se utiliza um novo material de ensaio ou transdutor e que a calibração de referência é específica para o procedimento de ensaio.
Tutorial oficial do fabricanteO cartão oficial da ISO afirma que as condições específicas da aplicação pertencem a normas de produto, especificações, códigos, contratos ou procedimentos escritos, e que a ISO 16810 não especifica extensão/planeamento de varrimento nem critérios de aceitação.
Registo oficial ISOO cartão oficial limita o seu âmbito principal ao UT manual especificado de juntas metálicas soldadas por fusão e afirma as condições de material/temperatura/nível de ensaio. Esta folha de cálculo não afirma implementar esse procedimento.
Registo oficial ISOFontes acedidas a 16 de julho de 2026. Nenhuma cláusula de norma fechada, nível de ensaio ou tabela de aceitação é reproduzida ou inferida.
Perguntas de interpretação
O “ângulo da sonda” é o valor a introduzir?
Introduza o ângulo refratado verificado na peça de ensaio, medido a partir da normal à superfície. Um ângulo de incidência do cunha não é intercambiável com ele; a refração depende das velocidades e da lei de Snell.
O caminho de duas pernas significa distância a um único refletor?
Não. É o trajeto ideal da linha central desde a superfície de entrada até à parede paralela oposta e de volta à superfície de entrada após uma reflexão especular. Um refletor pode ocorrer em qualquer ponto de um ramo e deve ser localizado com base no trajeto de som calibrado e nas informações do ramo.
O N₀ calculado é válido para a minha sonda de feixe angular?
Não como campo próximo efetivo do conjunto. O N₀ apresentado é uma referência separada para um elemento circular direto. Uma sonda com cunha/ângulo requer dados geométricos adicionais e fatores de correção explicitamente omitidos aqui.
O λ/2 é a descontinuidade mínima que será detetada?
Esta folha de cálculo não faz tal afirmação. A deteção e a dimensionamento dependem do campo de som completo, tipo e orientação do refletor, atenuação/dispersão, acoplamento, largura de banda, sensibilidade, relação sinal-ruído, calibração e o procedimento aplicável.
Revisão: 16 de julho de 2026. Classificação do resultado: referência de geometria/acústica não normativa apenas.
