Tiago Costa Dourado
Título
APLICAÇÕES DE PULSOS CODIFICADOS E NOVOS ARRANJOS ULTRASSÔNICOS PARA CONCRETO
Resumo
Esse trabalho objetiva ampliar o entendimento da aplicação do ultrassom em materiais cimentícios por meio do estudo dos arranjos clássicos e da avaliação da capacidade dos pulsos codi cados como sinais de excitação em relação aos convencionais tons puros, na medição dos tempos de percurso da frente de onda. Adicionalmente, a partir da revisão bibliográ ca foi possível agrupar os principais métodos ultrassônicos e apresentar um novo método que permite aperfeiçoamento destas medições em ensaios não destrutivos de ultrassom por contato. Foram realizadas simulações, a partir de cenários que se aproximaram de argamassas e concretos, empregando os referidos sinais de excitação com banda de frequências lineares variando de 20 kHz a 750 kHz e confrontados com tons puros de 50 kHz, 100 kHz, 300 kHz, 500 kHz, 700 kHz e 1000 kHz. Também foram realizados ensaios em amostras de concreto para veri car a superior resolução dos pulsos codi cados. Experimentos em amostras de alumínio foram usados para validar a aplicação do novo método e expressões desenvolvidas para cálculo de um coe ciente de re exão combinado (CRC) e da atenuação acústica em meios de baixa perda, os quais poderão proporcionar contribuições em norma. En m, a partir dos resultados encontrados veri cou-se a superior capacidade do uso dos pulsos codi cados na obtenção de menores erros relativos (simulações) e desvios padrões (experimentos) na determinação dos tempos de trânsito ultrassônico. Também se comprovou por meio de simulações e experimentos a aplicação de um novo método e a determinação do CRC que permite melhor estimativa na determinação da atenuação acústica em meios de baixa perda.
Abstract
This work aims to expand the understanding of the application of ultrasound in cementitious materials through the study of classical arrangements and the evaluation of capacity of coded pulses as excitation signals with respect to conventional tional pure tones, in the measurement of the wavefront travel times. Additionally, from the literature review it was possible to group the main ultrasonic methods and to present a new method that allows improvement of these measurements in non-destructive contact ultrasound tests. Simulations were carried out, based on scenarios that approximated to masses and concretes, using the aforementioned excitation signals with a band of linear frequencies ranging from 20 kHz to 750 kHz and faced with pure tones of 50 kHz, 100 kHz, 300 kHz, 500 kHz, 700 kHz and 1000 kHz. Tests were also carried out on concrete samples to verify the lower resolution of the encoded pulses. Experiments on aluminum samples were used to validate the application of the new method and expressions developed to calculation of a combined re ection coe cient (CRC) and acoustic attenuation in low-loss means, which may provide standard contributions. Finally, from the results found, it was veri ed the superior capacity the use of coded pulses to obtain smaller relative errors (simulations) and standard deviations (experiments) in the determination of ultrasonic transit times.It was also proved through simulations and experiments the application of a new method and the determination of the CRC that allows better estimation in the determination attenuation of acoustic attenuation in low-loss media.
