Quindi: tra TX ed RX si trova il materiale (la struttura, l’elemento strutturale da indagare): e questa è la modalità di acquisizione DIRETTA (detta anche rilievo ad UT “per trasparenza”: logico, no ??). Il segnale trasmesso dal TX passa quindi attraverso tale mezzo ed è condizionato (tipico aggettivo per la funzione di amplificatori e filtri: difatti il materiale può amplificare e senz’altro filtrare, alterando dunque, frequenza e ampiezza del segnale che parte dal TX) dalle caratteristiche/situazioni del materiale stesso. Altre modalità: semidiretta (TX ed RX su 2 facce adiacenti quando non sono agibili le 2 facce opposte); profili tipo “sismica a rifrazione”; tomografia ad ultrasuoni: modalità estremamente interessante e potente, sia per la risoluzione (il TX rimane fermo, mentre RX si sposta secondo una griglia geometrica realizzata sulla faccia opposta; e in tal modo più numerosi sono tali p.ti di misura, maggiore è il numero di raggi che si intersecano e in tal modo (e solo in questo), potremo dare risultati secondo lo spessore della struttura: l’elaborazione successiva permette infatti la restituzione grafica di sezioni (spicchi, slices) verticali e/o orizzontali della struttura indagata.
Modalità piuttosto lenta in acquisizione, specie se non si dispone di strumentazione, ovviamente multicanale (i segnali dei vari p.ti di misura RX, appunto, devono essere registrati simultaneamente); costosa, oltretutto per la particolare tecnica di elaborazione che prevede inversione della matrice dei dati al fine di minimizzare (minimi quadrati), l’errore nella valutazione dei tempi di percorso che, come se non bastasse, vengono valutati variando parametri (velocità iniziale del modello; minimo e massimo di velocità del materiale;……………..), del processo di raytracing (traccia geometrica del percorso dei raggi). E allora la diretta e le altre: molto più operative e comunque valide, ma bisogna rendersi che una misura di controllo (es. su pilastro, trave, muro), non serve a niente o meglio da il risultato solo lì mentre una serie di misure (progetto della geometria), vedi su una parete, chiarifica l’estensione dell’eventuale anomalia. Per definire la qualità di un pilastro: partendo dalla base, eseguiremo un p.to do misura a 20(10), 40(20), 60, 80, 100, 120…………………… 300 cm di altezza (con mutuo spostamento di TX ed RX: da notare differenza con tomografia) e poi magari, secondo la larghezza, un secondo profilo alle stesse altezze: e saremo quindi in grado di restituire graficamente gli andamenti in tempo e/o in velocità (vedi accenno più avanti) del materiale, dunque la situazione di quella struttura. Perchè solo in questa maniera daremo i risultati secondo spessore??: perchè il numero di raggi che si intersecano campionano la parte interna del materiale e lo spessore viene visto sotto molte angolazioni, quindi ricostruito tanto meglio quanto maggiori sono i p.ti di misura e quanto più fitto è il passo di griglia.
La modalità DIRETTA è anche valida oltrechè veloce, ma dà tali informazioni solo proprio nell’allineamento tra TX-RX, quindi con raggio singolo. Ecco perchè è scarso, sia qualitativamente che quantitativamente, un lavoro con limitato numero di p.ti di misura; non per fornire sempre tomografia, a dire il vero spesso invendibile, ma almeno per avere un numero adeguato di misure dirette, dunque vicine, e/o di profili di indagine.
Alla base della propagazione ad UT, il concetto v = lambda X f , dove:
v è la velocità del materiale, lambda è la lunghezza d’onda ed f la frequenza.
Ragionando mi sembra logico: se devo rilevare una lamina di spessore qualche millimetro o decimo/mm, dovrò usare sensori ad alta o altissima frequenza (come detto fino a GHz); se invece vado a controllare un muro di un edificio, una parete di un appartamento, un pilastro, una trave ……… considerando quindi spessori dell’ordine delle decine di cm (30, 40, 60, 80, 100), impiegherò sensori nell’ambito fino a 54 kHz, con la distinzione suddetta riguardo alla profondità di indagine e alla risoluzione. Il Pundit è in grado, come penso altri generatori, di poter variare la potenza, 500 V-1200 V, dell’energia del segnale al TX. A tale riguardo consideriamo infatti che, durante le misure, si “sentono” distintamente i colpi più forti del sensore a 24 kHz (+ energetico; e ancora di più in relazione alla variazione di tale potenza di voltaggio) rispetto a quelli del sensore a 54 kHz (come detto più fine come energia, cioè meno potente anche a 1200V: poiché vibra a più del doppio di frequenza rispetto al 24 kHz).
Nota la distanza tra TX e RX, misurato il tempo leggibile a display del generatore, o valutato questo con ausilio di oscilloscopio portatile; o memorizzando i segnali con scheda che simula al PC port. tale oscilloscopio; o in ufficio dopo le misure, con software DSP (digital signal processing), siamo in grado di definire la velocità del materiale (m/s; km/s) di quella struttura e/o di quell’elemento strutturale dell’edificio. Questo è il parametro fisico meccanico messo in evidenza dal metodo UT: e ci interessano le variazioni di questa, (cioè diminuzioni/aumenti), perchè queste sono prodotte e quindi evidenziano le anomalie eventualmente presenti nel materiale.
Quindi con misure, sempre definite da progetto, per quanto riguarda il dispositivo geometrico di acquisizione (distanza tra i sensori ovvero anche passo di griglia in rapporto a maglia di punti di misura (ad es. su una parete, su un muro, a varie altezze su un pilastro, a varie distanze su una trave, alle stesse altre distanze secondo un profilo a pavimento………..). E in tal modo analizzeremo zone della struttura e sarà dunque possibile in fase di elaborazione dati, produrre mappe isocrone cioè isolinee che congiungono p.ti di ugual tempo di percorso; oppure direttamente le mappe di isovelocità (vedi analogia con TERMOGRAFIA, ISOTERME) con l’impiego di software specifici tipo SURFER o vari altri, dalle quali visualizzeremo ad esempio di fessure interne (quindi secondo allineamenti preferenziali di valori anomali; o di zone anomale più estese, che quindi possono indicare cavità e/o vuoti interni. Tali reticoli (X, Y, e Z dove le prime esprimono la posizione del sensore, mentre la Z è appunto la velocità), possono essere correlati con quelli che possono derivare dal file di estrazione dati dal termogramma (con analogia per le X ed Y, dai pixels e la Z che indica la relativa temperatura. E anzi, “trafficando con il PC”, possiamo fare in modo di correlare l’IFOV con la posizione del sensore UT. Allora i dati sono confrontabili e correlabili. Oppure, bisognerà definire lo sfasamento di posizione tra il dato termografico e quello ultrasonico.