Medidor ultrasónico de espesor de paredes

Medición ultrasónica del espesor de paredes en procesos de extrusión de mangueras, tuberías y tubos

La extrusión es un proceso de fabricación continuo para la producción de mangueras, tuberías y tubos. Los materiales fundidos o semifundidos —plásticos (PVC, polietileno, polipropileno) o elastómeros— se hacen pasar a presión a través de una matriz para formar perfiles largos y uniformes. Es esencial controlar con precisión el espesor de la pared. Las variaciones provocan debilidades estructurales, fallos por presión, averías eléctricas, fugas o un consumo excesivo de material, lo que aumenta los desechos y los costes.

La medición ultrasónica del espesor de pared ofrece una solución de medición en línea, no destructiva y en tiempo real, basada en el principio de pulso-eco. Un transductor de alta frecuencia (normalmente de 2 a 20 MHz) emite pulsos acústicos hacia el producto extruido, utilizando habitualmente el agua del baño de enfriamiento posterior a la extrusora como medio de acoplamiento. Las ondas se reflejan en la superficie exterior y en la superficie interior. El sistema mide el tiempo de vuelo (TOF) entre estos ecos.

El espesor de pared S se calcula de la siguiente forma: S = (v × t) / 2

donde v es la velocidad ultrasónica en el material (aproximadamente 2300 m/s para muchos termoplásticos, dependiendo de la formulación y la temperatura) y t es el tiempo de tránsito de ida y vuelta. En estructuras multicapa —habituales en mangueras de barrera, conductos de combustible y tubos médicos—, los ecos adicionales procedentes de las interfaces entre capas permiten determinar el espesor de cada capa individualmente, a menudo con una precisión inferior a 0,05 mm.