محاسبه سرعت صوت در فولاد ای. آی. اس. آی. 4140 با استفاده از تکنیک معکوس تابع همدوسی

از جمله کاربردهای آزمون غیرمخرب فراصوتی، اندازه گیری خواص مواد، همچون سرعت صوت، در آنهاست. برای اندازه گیری سرعت صوت در یک نمونه، می توان با استفاده از روش بازتابی، یک موج فراصوتی به داخل قطعه ارسال و اختلاف زمانی بین دو پژواک متوالی دریافتی از سطح پشتی قطعه را اندازه گیری کرد. در ساده ترین حالت، با اندازه گیری ضخامت نمونه و تقسیم ضخامت بر نصف اختلاف زمان دریافت دو پژواک، سرعت صوت در نمونه اندازه گیری می شود. در این مقاله با پردازش سیگنال فراصوتی سعی شده است که دقت اندازه گیری سرعت صوت در نمونه بهبود یافته و عدم قطعیت این اندازه گیری نیز تخمین زده شود. تکینک مورد استفاده برای بالابردن دقت، معکوس تابع همدوسی است. این تابع همانند تابع همبستگی متقابل عمل می کند و به طور مشابه، بیشینه تابع همدوسی مقدار اختلاف زمانی بین دو پژواک را مشخص می کند. با به کارگیری این روش در نمونه هایی که ضریب میرایی بالایی دارند و یا به دلیل نوفه های ساختاری، نسبت سیگنال به نوفه در آنها پایین است، نتایج خوبی به دست می آید. چون در محاسبه تابع همدوسی از تحلیل طیف توان استفاده می شود، در سیگنال هایی با نسبت سیگنال به نوفه بسیار پایین نیز این روش دقت خوبی دارد. برای نشان دادن توانایی تکنیک معکوس تابع همدوسی، نمونه ای از جنس فولاد ای. آی. اس. آی. 4041 به ضخامت 10 میلی متر مورد آزمایش قرار گرفت. اختلاف زمانی بین پژواک ها برای پنجاه بار تکرار اندازه گیری محاسبه و با میانگین گیری از این مقادیر و محاسبه انحراف معیار آنها مقدار اختلاف زمانی و عدم قطعیت به دست آمد. سپس با اندازه گیری دقیق ضخامت قطعه و اختلاف زمانی حاصل از معکوس تابع همدوسی و عدم قطعیت هر یک این مقادیر، مقدار سرعت صوت و عدم قطعیت آن محاسبه شد. مقایسه نتایج به دست آمده با نتایج موجود برای قطعه مورد آزمایش نشان می دهد که تکینک معکوس تابع همدوسی دقت اندازه گیری سرعت صوت را افزایش داده است.