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La velocità di propagazione degli ultrasuoni si calcola in base al tempo di transito dell'impulso ultrasonico e alla lunghezza del percorso (distanza tra le due sonde trasmittenti e riceventi) del suono con la relazione:
V = L/t
dove V = velocità ultrasuoni (m/s), L = lunghezza del percorso (m), t = tempo di transito (s). Le apparecchiature ad ultrasuoni in edilizia, vengono utilizzate per la determinazione della velocità di propagazione dell'impulso ultrasonico all'interno dei manufatti, ricavandone i valori dalla lettura dei tempi di transito e dalla distanza tra la sonda emettitore e la sonda ricevitore.

La velocità di propagazione all'interno del mezzo varia principalmente in base: alla qualità del cls o calcestruzzo (maggiore è la classe maggiore è la Vu), al modo in cui è stato gettato (cls ben vibrato, cls senza discontinuità dovute a nidi di ghiaia, giusto dosaggio), ed alla presenza al suo interno di discontinuità, fessurazioni. Gli ultrasuoni nella patologia del conglomerato cementizio possono essere usati per il controllo non distruttivo al fine di determinare il modulo elastico dinamico; inoltre sarebbe possibile determinare la profondità delle fessure e determinare lo spessore degli strati degradati.

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Gli ultrasuoni sono suoni che vibrano al di sopra dell'udibile umano, dai 18.000 hertz sino a diversi Mega hertz (sino a diecimila onde acustiche al secondo). Nell'industria l'ultrasuono viene prodotto da un sistema elettromeccanico composito dove, un generatore crea delle onde alternate sinusoidali che vibrano ad alta frequenza elettronica e le manda via cavo ad un trasduttore sintonizzato, il quale trasforma questa energia elettrica in energia meccanica vibrante a livello meccanico molecolare: gli ultrasuoni.

Si tratta di tecniche nate per applicazioni nell’ambito dell’ingegneria meccanica ed aeronautica per il controllo della componentistica metallica, in particolare per rilevare l’eventuale presenza di “cricche” all’interno dei materiali metallici, e successivamente adottate anche in campo edilizio per rilevare in modo quantitativo alcune caratteristiche meccaniche dei manufatti edilizi.

Il metodo consiste nel far propagare all’interno del sistema in questione una serie di onde elettromagnetiche nel campo delle frequenze ultrasoniche.
L’impulso ultrasonico é ottenuto applicando un rapido cambio di potenziale da un trasmettitore ad un cristallo piezoelettrico trasduttore che emette vibrazioni alla sua frequenza fondamentale; l’onda ultrasonica prodotta, induce una vibrazione.
Le frequenze delle vibrazioni meccaniche utilizzate nel calcestruzzo ed in materiali similari sono comprese tra i 25 KHz e i 200 Khz. La misura della velocità delle onde di propagazione può essere effettuata per riflessione o per trasmissione e richiede l'impiego di una apparecchiatura costituita da:
  • una sonda trasmittente piezoelettrica, posta a contatto con la superficie del calcestruzzo, invia le onde ultrasoniche;
  • una sonda ricevente che raccoglie le onde ultrasoniche e le converte nuovamente in un segnale elettrico;
  • la centralina di rilevamento: che collegata alle sonde misura il tempo di transito.