Bilgisayar kontrollu ultrasonik ölçme sistemi

Abstract

ÖZET Bu çalışmada ultrasonik ses dalgalarının katı içindeki yayılma hızlarını tespit eden bir ölçüm sistemi gerçekleştirilmiştir. Sistem, ölçüm tekniği olarak, dört dönüştürücülü daldırma yöntemini kullanmaktadır. Bu sistemde ikisi referans ve diğer ikisi de ölçüm çifti olarak görev yapan dönüştürücüler kullanılmaktadır. Ölçümün esası, daldırma sıvısı (saf su) içinde yayılan ses dalgalarının alıcılara ulaşmaları arasındaki zaman farkının tespitine dayanır. İncelenen örnek 1.8° adımlı bir motor tarafından döndürülebilmekte ve açıya bağlı ölçümler alınabilmektedir. Açılı ölçümlerde belirli bir kritik değerden sonra yayılan dalganın enine bileşeni de ölçülebilmektedir. Motor ve sistemi çalıştıran elektronik devreler istendiğinde bilgisayar tarafından kontrol edilebilmekte ve bu şekilde kısa bir süre içinde çok sayıda ölçüm yapılarak, sonuçlar bilgisayara aktarılabilmektedir. Sistem tamamlandıktan sonra yapılan testlerde elde edilen sonuçlara göre; boyuna dalga için %1.21 ve enine dalga için %0.88 bağıl hata oranı belirlenmiştir. Bu rakamlar standart değerler ölçüsündedir. Ayrıca yapılan ölçüm ortalamaları değerlendirilerek, sistemin ölçüm doğruluğunun zaman içindeki değişiminin de çok küçük olduğu tespit edilmiştir.

SUMMARY In this work a system has been developed to measure the speed of ultrasonic waves in a solid. The system employs an immersion method as a measuring technique. In this method four transducers have been used that two of them perform the measure couple and others perform the reference couple. The main principle of the measurement is based on determination of difference in arrival time to the receivers of sound waves that travel in the immersion fluid ( distilled water ). The sample is rotated by a 1.8° step motor, and data are measured for different angles. After a critical angle, transverse component of the travelling wave is observed too. Electronic circuit that operates the motor and the system can be controlled by a computer, consequently all measurements can be simultaneously recorded by the computer. According to the test run results, the relative errors are 1.21% for longitudinal and 0.88% for transverse waves. These numbers are in the range of widely accepted standards. In addition, mean values of the measurements have shown that the time dependence of the system's accuracy is very small.