Ultraäänimittausmenetelmät

Ultraäänimittausmenetelmät, eli ultraäänimenetelmät, ovat ei-hävittäviä tarkastusmenetelmiä, jotka hyödyntävät korkeataajuisia ääniaaltoja materiaalien sisäisten virheiden, kuten halkeamien, huokosten tai epäjatkuvuuksien, havaitsemiseksi ja mittojen määrittämiseksi. Menetelmän perusta on ultraäänilähettimen ja -vastaanottimen käyttö. Lähetin lähettää lyhyitä ultraäänipulsseja tutkittavaan kohteeseen, ja näiden pulssien heijastumista ja läpäisyä analysoimalla saadaan tietoa materiaalin rakenteesta.

Yleisimpiä ultraäänimittausmenetelmiä ovat läpäisyultraääni (through-transmission), jossa lähetin ja vastaanotin sijoitetaan kohteen vastakkaisille puolille, sekä heijastusultraääni (reflection), jossa lähetin ja vastaanotin ovat samalla puolella ja havaitsevat takaisin heijastuvat ultraääniaallot. Heijastusmenetelmä on yleisempi, koska se vaatii vain pääsyn kohteen toiselle puolelle. Erikoistuneempia menetelmiä ovat esimerkiksi vaiheohjatut ultraäänimittaukset (phased array), jotka mahdollistavat säteen suuntauksen ja skannauksen ilman fyysistä liikettä, sekä aikatyyppianalyysi (time-of-flight diffraction, TOFD) virheiden koon tarkkaan mittaamiseen.

Ultraäänimenetelmiä käytetään laajasti eri teollisuudenaloilla, kuten metalliteollisuudessa, rakentamisessa, ilmailussa ja lääketieteessä. Ne soveltuvat erinomaisesti hitsaussaumojen, valukappaleiden, putkien ja muiden rakenneosien laaduntarkastukseen. Menetelmien etuja ovat hyvä tunkeutumissyvyys, tarkka vianpaikannus ja kyky havaita sekä pinnallisia että syvällä materiaalin sisällä olevia virheitä. Menetelmien käytössä on kuitenkin myös haasteita, kuten pinnan karheuden vaikutus signaalin laatuun ja tutkittavan materiaalin akustisten ominaisuuksien tuntemuksen tarve.