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Jan 20, 2024

SAM aumenta electro

Por Mike Santora | 19 de mayo de 2023 SAM se utiliza para evaluar la detección física

Por Mike Santora | 19 de mayo de 2023

SAM se está utilizando para evaluar los elementos de detección física para determinar si los componentes son sólidos antes de ensamblarlos en sensores que se utilizarán en aplicaciones críticas.

Las pruebas de microscopía acústica de barrido garantizan que los sensores ópticos y de yacimientos petrolíferos se construyan sin defectos materiales esenciales.

Los sensores electromecánicos, como los interruptores de presión, flujo y vacío, compuestos por partes eléctricas y mecánicas, interactúan y transmiten información o comandos a otros componentes de un sistema más grande y complejo. Para que todo el sistema funcione de manera segura, los productores de sensores deben fabricar estos dispositivos para brindar mediciones precisas. Sin embargo, tradicionalmente, si había un problema con un sensor, a menudo se encontraba cuando el producto fallaba en el campo.

Ahora, se están utilizando pruebas sofisticadas como Microscopía Acústica de Barrido (SAM) para evaluar los elementos de detección física para determinar que los componentes están en buen estado antes de ensamblarlos en sensores que se utilizarán en aplicaciones críticas.

SAM es un método de prueba ultrasónico no invasivo y no destructivo. La prueba ya es el estándar de la industria para la inspección del 100 % de los componentes semiconductores para identificar defectos como huecos, grietas y la deslaminación de diferentes capas dentro de los dispositivos microelectrónicos. Ahora, el mismo rigor de análisis de fallas y pruebas de calidad se aplica a metales y materiales especiales para detectar fallas, desprendimientos, grietas y otras irregularidades en el subsuelo.

"Anteriormente, los fabricantes de sensores no tenían forma de probar la funcionalidad de un sensor hasta que estaba en el campo. Si daba resultados incorrectos en una buena prueba conocida, lo llamaban falla. No tenían metrología para probar los elementos de los sensores durante el proceso de fabricación", dijo Hari Polu, presidente de OKOS, un fabricante de SAM y sistemas industriales ultrasónicos no destructivos (NDT) con sede en Virginia.

Sensores de campo petrolero Por ejemplo, SAM se puede utilizar para garantizar la calidad del sensor en equipos de perforación petrolera. Estos sensores son sensibles a las vibraciones o generan vibraciones a una frecuencia específica. Estos sensores proporcionan atributos metrológicos de las propiedades de los fluidos en tiempo real.

Los sensores electromecánicos avanzados se utilizan en áreas críticas como la exploración de campos petroleros y el procesamiento de producción para tomar datos de presión y muestras de fluidos del fondo de pozos de alta presión y alta temperatura. Los sensores establecen la retención de fluidos utilizando la densidad y las propiedades eléctricas del petróleo, el gas y el agua. Las características de la vibración pueden ayudar a determinar la densidad de la mezcla de fluidos del pozo.

"Si un fabricante está construyendo sensores defectuosos y algo falla en cualquier parte del proceso aguas arriba, eso es extremadamente costoso para una aplicación en un campo petrolero", dijo Polu.

Los fabricantes de equipos de perforación petrolera pueden probar los cristales piezoeléctricos de los sensores de diapasón con SAM para determinar si existen fallas antes del envío. Dado que las cerámicas piezoeléctricas son frágiles, los componentes sensibles pueden presentar grietas internas indetectables a la inspección visual. Las cerámicas que presenten grietas, aunque sean internas e invisibles, deben desecharse para evitar la falla prematura de los transductores y convertidores ultrasónicos en los que están montados y las consiguientes pérdidas por reparaciones y asistencia técnica.

La microscopía acústica de barrido funciona al dirigir el sonido enfocado desde un transductor a un punto pequeño en un objeto de destino. El sonido que golpea el objeto se dispersa, se absorbe, se refleja o se transmite. Al detectar la dirección de los pulsos dispersos, así como el "tiempo de vuelo", se puede determinar la presencia de un límite u objeto, así como su distancia.

Para producir una imagen, las muestras se escanean punto por punto y línea por línea. Los modos de escaneo van desde vistas de una sola capa hasta escaneos de bandejas y secciones transversales. Los escaneos multicapa pueden incluir hasta 50 capas independientes. La información específica de profundidad se puede extraer y aplicar para crear imágenes bidimensionales y tridimensionales sin la necesidad de procedimientos de exploración tomográfica que consumen mucho tiempo y radiografías más costosas. Luego, las imágenes se analizan para detectar y caracterizar fallas como grietas, inclusiones y vacíos.

Cuando se requiere un alto rendimiento para una inspección del 100 %, se utilizan sistemas de escaneo de pórtico simple o doble ultrarrápidos junto con 128 sensores para el escaneo de matriz en fase. También se pueden usar varios transductores para escanear simultáneamente para obtener un mayor rendimiento.

Garantía de la calidad de las obleas de niobato de litioEl niobato de litio (LiNbO₃) es uno de los materiales ópticos activos más versátiles y mejor desarrollados y se usa ampliamente en electroóptica, acústica-óptica, óptica no lineal, guías de ondas y giroscopios de fibra óptica (FOG).

Las pruebas de microscopía acústica de barrido garantizan que los sensores ópticos y de yacimientos petrolíferos se construyan sin defectos materiales esenciales.

Una aplicación potencial es para sensores de campos petroleros. Tradicionalmente, en esta aplicación, al cortar, separar y ensamblar obleas de niobato de litio en la carcasa del sensor, solo un pequeño porcentaje demuestra ser bueno en el campo. El desafío es determinar qué obleas son defectuosas antes de incorporarlas a los productos.

Para este tipo de aplicación, el SAM VUE400 de OKOS es adecuado para detectar obleas defectuosas antes de su uso en un dispositivo electromecánico. El sistema SAM de tamaño mediano diseñado para uso en laboratorio o plantas de fabricación se usa tradicionalmente para detectar vacíos, disoluciones, grietas, deslaminación y defectos internos en el análisis de fallas de paquetes de semiconductores.

El equipo SAM puede inspeccionar varios artículos con geometrías o tamaños de productos únicos, desde lingotes de cristal, obleas y paquetes electrónicos hasta empaques físicos en miniatura, barras/varillas/palanquillas de metal, álabes de turbina y más. Sin embargo, tan importante como los aspectos físicos y mecánicos de realizar un escaneo, el software es la clave para analizar la información para producir escaneos detallados.

Por esta razón, "OKOS decidió desde el principio ofrecer una solución basada en ecosistemas impulsada por software", dijo Polu. El software ODIS Acoustic Microscopy de la compañía admite una amplia gama de frecuencias de transductores de 2,25 a 230 MHz. Las opciones de escaneo multieje permiten escaneos A, B y C, seguimiento de contornos, análisis fuera de línea y escaneo virtual para metales, aleaciones y compuestos.

Hoy en día, los fabricantes tienen el potencial de ahorrar cantidades significativas de dinero por año en sensores de campos petroleros o aplicaciones similares mediante la detección y eliminación de obleas de niobato de litio defectuosas antes de su uso en sensores electromecánicos de alto valor. Estos ahorros provienen del tamizado a nivel de obleas, lo que evita empaquetar y enviar productos defectuosos. El total ni siquiera tiene en cuenta los rendimientos de obleas sustancialmente mejorados.

INTELIGENTEokos.com