Ультразвуковые преобразователи для неразрушающего контроля

Разработка и производство

ООО «3Т»   тел.: +7(495)972-33-03, +7(916)115-63-98
email: info@3tsensor.com

Наши технологии

DEEPDAMP

DeepDamp – инновационная технология компании «3Т» в области промышленного ультразвукового приборостроения.

Это технология создания внутреннего пьезоакустического модуля преобразователя, способного генерировать предельно малые по времени, широкополосные полезные сигналы.

Именно такие сигналы с малой длительностью обеспечивают предельную физическую разрешающую способность, точность, повторяемость и стабильность измерений практически в любом методе УЗ-контроля. Так же такие сигналы наиболее полезны в УЗ-контроле материалов с высоким затуханием, так как в отличии от обычных узкополосных сигналов длительностью 3…5 периодов, широкополосные сигналы имеют лучшее прохождение за счет своего широкого спектра составляющих гармоник.

Технология обеспечивает относительную полосу пропускания до 140%, в частотном диапазоне от 0,5 до 10МГц.

Концепт технологии – максимальное согласование пьезокристалла с окружающей средой по акустическим, механическим и электрическим аспектам материаловедения.

Технология DeepDamp создает сигналы предельно малой длительности на монолитной пьезокерамике. Это принципиальное отличие от всех зарубежных технологий, основанных на композитной пьезокерамике. Преимущества монолитной пьезокерамики:

  • Рабочая температура до +250°С (у композитной пьезокерамики до +100°С)
  • Высокая механическая прочность
  • Высокая электрическая и общая надежность
  • Равномерная плотность волнового потока

DeepDamp содержит технологические операции, применяемые в изготовлении интегральных микросхем и микроструктур. Такой уровень точности обеспечивает высокую повторяемость электроакустических характеристик.

DeepDamp базируется на основах физики твердого тела, волновой физики, химии и материаловедении современных полимеров, керамик, металлов и их химических соединений

Идея технологии – 2013…2014 г.

Разработка технологии от экспериментально-исследовательского до производственного формата – 2015. Серийное применение технологии – с ноября 2015 г

ULTRA SAS

Ultra Sound Absorbing Structure – Структура впитывающая ультразвук

Ultra SAS - инновационная технология компании «3Т» в области промышленного ультразвукового приборостроения.

Это технология глубокого подавления собственных шумов призматической части датчиков.

Концепт технологии - специальный полимерный компаунд с уникально высокой способностью поглощать ультразвуковую энергию.

Компаунд обеспечивает:

  • повышенную разрешающую способность датчиков, так как увеличивает соотношение сигнал/шум
  • малые габаритные размеры преобразователя
  • малую стрелу преобразователя с обеспечением низких шумов в зоне приема эхосигналов с глубины 3…5 мм в стали. В этой зоне приема сигналов компаунд сохраняет высокое соотношение сигнал/шум, обеспечивая высокую разрешающую способность. Это существенное преимущество над классическими датчиками с малой стрелой, которые имеют в данной зоне приема сигналов высокий шум призмы, соизмеримый с полезными сигналами

Принцип глубокого подавления шумов компаунда Ultra SAS:

Компаунд должен иметь прочную механическую связь с поверхностью призмы. Возникающие внутри призмы волновые переотражения (шумы) попадают на границу с компаундом, проходят через нее без какого-либо преломления/отражения и предельно быстро в компаунде затухают.

Полную ультразвуковую прозрачность границы обеспечивают такие параметры компаунда, как скорость звука 2670 м/с, плотность 1170 кг/м3, волновое сопротивление 3.1 MRayls, модуль Юнга 3 ГПа. Эти свойства очень близки к свойствам полимерных материалов для призм.

УЗ-затухание компаунда составляет 8 дБ/мм (на частоте 2,5 МГц). что в среднем в 30 раз больше, чем в полимерах для призм, имеющих УЗ-затухание 0,18…0,40 дБ/мм

Компаунд разработан с требованием высокого удобства его применения при сборке датчиков. В исходном жидком состоянии его вязкость составляет 960 мПа·с. Что дает отличную дегазацию, проникновение и заполнение внутреннего пространства датчика вокруг призмы. В полимеризованном состоянии компаунд имеет предел прочности на разрыв 35 МПа, что обеспечивает высокую общую конструкционно-механическую прочность датчика.

Аномально высокое УЗ-затухание компаунд имеет благодаря своей особой внутренней структуре. Во время полимеризации во всем объеме компаунда образуется равномерная паутина мембран, имеющих толщину 1…3 мкм и модуль упругости на порядок меньший, чем у полимеризованного компаунда.

Расстояния между мембранами 100…200 мкм. Форма мембран стремится к полусферической в момент полимеризации компаунда. Ультразвуковое колебание проходя сквозь мембрану, теряет в ней часть энергии, благодаря меньшему модулю упругости. И в то же время колебание проходит сквозь мембрану практически без отражения, благодаря малой толщине мембраны. И так от мембраны к мембране. Таким образом высокое затухание ультразвука определяется в большей степени механизмом поглощения, чем рассеяния. Что только стабилизирует ультразвуковую прозрачность границы «компаунд Ultra SAS-призма». Поскольку толщина мембран в 100 раз меньше расстояний между ними, это позволяет сохранить высокую механическую прочность компаунда и нести высокую механическую нагрузку. Расстояние между мембранами – регулируемый параметр синтеза компаунда. Это позволяет регулировать уровень УЗ-затухания в компаунде Ultra SAS для всего основного частотного диапазона 0,5…10 МГц.

Синтез компаунда полностью осуществляется собственным производственным ресурсом компании 3Т

Идея технологии – 2014 г

. Разработка технологии от экспериментально-исследовательского до производственного формата – 2015…май 2016 г.

Серийное применение технологии – с сентября 2016 г

СКИН

СКИН - инновационная технология компании «3Т» в области промышленного ультразвукового приборостроения.

Это технология высокой электромагнитной помехоустойчивости ультразвуковых преобразователей.

Концепт технологии – специальное покрытие, работающее как электромагнитный экран, но имеющее высокую акустическую прозрачность для ультразвуковых колебаний

Покрытие СКИН – это электропроводящее покрытие, которое наносится на внутренние поверхности составляющих частей датчика в процессе его сборки.

Очень высокая экранирующая эффективность обеспечивается малым удельным сопротивлением не более 3×10-6 Ом·м. Акустическая прозрачность обеспечивается микронной толщиной покрытия.

Покрытие разработано с требованием высокой адгезионной способности к полимерным и металлическим частям преобразователя.

Покрытие СКИН предназначено для экранирования пьезоэлемента даже с его излучающей стороны. Это резко поднимает помехоустойчивость преобразователя и позволяет конструировать его без металлического корпуса.

Так же покрытие СКИН дает высокую конструкторскую «гибкость» для проектирования высоко чувствительных ультразвуковых преобразователей сложной формы и сверхмалых размеров

Идея технологии – 2015 г.

Разработка технологии от экспериментально-исследовательского до производственного формата – 2015 г.

Серийное применение технологии – с февраля 2016 г