بهبود دقت اندازه گیری سرعت امواج فراصوتی در فولاد به کمک الگوریتم SAGE

اندازه گیری دقیق سرعت امواج فراصوتی در مواد از اهمیت زیادی برخوردار است و علاوه بر کاربردهای ضخامت سنجی قطعات، برای محاسبه ضرایب الاستیک مواد نیز مورد استفاده قرار می گیرد. در این مقاله سعی خواهد شد با استفاده از روش های پردازش سیگنال، دقت اندازه گیری سرعت امواج فراصوتی افزایش داده شده و عدم قطعیت اندازه گیری سرعت نیز محاسبه شود. بدین منظور از الگوریتم SAGE، که یکی از روش های تخمین به کمک مدلسازی است، استفاده شده است. به کمک این الگوریتم می توان اکوهای دارای همپوشانی در سیگنال فراصوتی را از هم تفکیک نمود و در نتیجه فاصله اکوها را که همان زمان پرواز موج است با دقت اندازه گیری کرد. علاوه بر این، با انجام مدلسازی، تاثیر نویزهای مزاحم موجود در سیگنال نیز تا حد زیادی کاهش می یابد. به منظور ارزیابی روش پیشنهادی، نمونه ای پله ای از جنس فولاد AISI 4140 با ضخامت-های 10، 15، 20 و 25 میلی متر، به روش آزمون فراصوتی غوطه وری مورد آزمایش قرار گرفت. اختلاف زمانی بین اکوها برای پنجاه اندازه گیری مکرر محاسبه و با میانگین گیری از این مقادیر و محاسبه انحراف معیار آن ها مقدار اختلاف زمانی و عدم قطعیت بدست آمده است. با اندازه گیری دقیق ضخامت قطعه با میکرومتر و استفاده از اختلاف زمانی حاصل از مدلسازی، مقدار سرعت صوت و عدم قطعیت آن محاسبه شده است. روش های مختلف مدلسازی در مطالعه حاضر مورد استفاده قرار گرفته و با یکدیگر مقایسه شده اند. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که این روش می تواند عدم قطعیت سرعت صوت را به صورت قابل توجهی بهبود بخشد.