1. เรื่อง 1.4 การตรวจสอบด้วย คลื่นอัลตราโซนิก
(Ultrasonic Testing : UT)
1.4. การตรวจสอบด้วยอัลตราโซนิก (Ultrasonic Testing: UT)
เป็นการทดสอบแบบไม่ทาลายสภาพ ใช้หาจุดบกพร่องบนพื้นและใต้พื้นผิวงานชิ้นงาน ที่เป็นโลหะและอโลหะได้
ทุกชนิด ยกเว้นเนื้อวัสดุงานที่มีเกรนโตหยาบเพราะจะเกิดความต้านทานคลื่นเสียงทาให้คลื่นเสียงถูกหักเห ไม่สามารถอ่าน
ค่าที่แท้จริงได้เป็นการตรวจสอบโดยใช้หัวตรวจสอบส่งคลื่นเสียงความถี่สูง ส่งผ่านเข้าไปในชิ้นงานตรวจสอบเมื่อคลื่นเสียง
เดินทางไปกระทบจุดบกพร่อง หรือสุดความหนาของงานก็จะสะท้อนกลับมาที่หัวตรวจสอบ ส่งสัญญาณแสดงผลขึ้นที่
จอภาพ ผู้ตรวจสอบก็จะนาสัญญาณดังกล่าวมาทาการวิเคราะห์หรืออ่านผลการตรวจ สอบต่อไป
1.4.1. มาตรฐานการตรวจสอบ
มาตรฐานวิธีการตรวจสอบนี้ใช้สาหรับทดสอบรอยเชื่อมของโครงเหล็กรูปพรรณโดยใช้คลื่นเสียงความถี่สูง สาหรับ
งานเชื่อมรอยต่อชน (Butt Weld) ชิ้นงานที่มีความหนาระหว่าง 8 ถึง 200 มิลลิเมตร ซึ่งกาหนดตามมาตรฐานต่อไปนี้ และ
กาหนดไม่ให้ใช้สาหรับการตรวจสอบชิ้นงานท่อเชื่อมต่อกันด้วยรอยต่อบาก (Groove Weld) งานรูปตัวที รูปตัววาย
วัตถุประสงค์ของการทดสอบเพื่อหารอยบกพร่องใดๆ ที่อยู่ในรอยเชื่อมและส่วนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน ซึ่ง
มีผลต่อความแข็งแรงของโครงสร้างเหล็ก ทั้งรอยบกพร่องที่เกิดขึ้นในระหว่างการเชื่อมสร้าง การเชื่อมซ่อม การเกิดขึ้นโดย
สาเหตุจากการใช้งาน การตรวจสอบเมื่อครบวาระ
การกวาดส่งคลื่น (Scanning) หมายถึง การกวาดหัวทดสอบของเครื่องมืออัลตราโซนิก (Ultrasonic) บนผิวโลหะงาน
หรือผิวรอยเชื่อมเพื่อทดสอบรอยเชื่อม
การเชื่อม (Weld) หมายถึง การประสานให้ชิ้นส่วนโลหะหลอมรวมเป็นเนื้อเดียวกันบริเวณรอยต่อชิ้นงานที่ต้องการ
ให้ประสานติดกัน
การทดสอบรอยเชื่อมด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงหรือคลื่นอัลตราโซนิก (Ultrasonic) หมายถึงการทดสอบรอยเชื่อมด้วย
วิธีการแบบไม่ทาลายโดยการใช้คลื่นเสียงความถี่สูงตั้งแต่ 1 ถึง6 เมกะเฮิรตซ์ ส่งเข้าไปในรอยเชื่อม แล้วตรวจจับคลื่นที่
สะท้อนกลับจากรอยบกพร่อง เวลาที่ใช้ในการสะท้อนกลับและความแรงของคลื่นสะท้อนจะใช้เพื่อประเมินตาแหน่งและ
ขนาดของรอยบกพร่องได้
การลดทอน (Attenuation) หมายถึง การสูญเสียพลังงานคลื่นเสียงซึ่งเกิดขึ้นระหว่างจุดสองจุดที่คลื่นเสียงเดิน
ทางผ่าน โดยการสูญเสียพลังงานอาจเกิดเนื่องจากการดูดซับพลังงาน หรือ การสะท้อน เป็นต้นสาหรับการทดสอบตาม
มาตรฐานนี้ ใช้วิธีการส่ง การสะท้อนคลื่นเฉือน (Shear Wave) ซึ่งมีอัตราการลดทอนของคลื่นเสียงประมาณ 2 เดซิเบลต่อ
ระยะทางเดินคลื่น 25 มิลลิเมตรภายหลังผ่านช่วง 25 มิลลิเมตรแรกแล้ว
เดซิเบล หมายถึง ค่าลอการิทึมของอัตราส่วนระหว่างแอมปลิจูด หรือความเข้มของพลังงานคลื่นเสียงสองค่า
บริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (Heat Affected Zone) หมายถึง บริเวณข้างรอยเชื่อมที่ได้รับผลกระทบจาก
ความร้อนของรอยเชื่อมจากการนาความร้อน อาจทาให้โครงสร้างและสมบัติของวัสดุที่เชื่อมตรงบริเวณนั้นเปลี่ยนแปลง
รอยบกพร่อง (Defect) หมายถึง การเกิดรอยแยกหรือโพรงช่องว่างในรอยเชื่อม ทาให้เนื้อโลหะไม่ต่อเนื่องถึงกัน
และมีขนาดเกินกว่าที่จะยอมรับได้ตามที่กาหนดในมาตรฐานนี้ ไม่รวมถึงรอยบกพร่องทางโลหะวิทยาและรอยบกพร่องทาง
มิติ

2. รอยบ่งชี้ (Indication) หมายถึง สิ่งที่แสดงออกให้เห็นบนเครื่องแสดงผล สิ่งนั้นอาจจะเกิดจากรอยบกพร่องหรือไม่ก็
ได้ถ้าเป็นรอยบ่งชี้จริงจะเกิดจากรอยบกพร่อง แต่รอยบ่งชี้แปลกปลอม (False Indication) จะเกิดขึ้นจากสาเหตุอื่นๆ สาหรับ
การทดสอบด้วยวิธีนี้ จะหมายถึงรูปคลื่น (Peak หรือ Echo) ที่สะท้อนกลับ
รูปที่ 1.4-1 แสดงการใช้หัวตรวจสอบมุม ระยะสแกนหลังคลื่นเสียงสะท้อนหักเหจาก
ผนังด้านหลังของความหนาวัสดุ (Full-Skip-Distance FSD)
การตรวจสอบวัสดุด้วยคลื่นอัลตราโซนิก (Ultrasonic) นี้นิยมเรียกกันย่อๆ ว่า UT สามารถใช้คลื่นอัลตราโ ซนิก
(Ultrasonic) ตรวจสอบหารอยตาหนิต่างๆ ของชิ้นงานได้
1.4.2. หลักการตรวจสอบด้วยคลื่นอัลตราโซนิก (Ultrasonic Testing : UT)
ใช้คลื่นพลังงานไฟฟ้า (Pulse) ป้ อนเข้าสู่หัวตรวจสอบ (Probe) ที่มีผลึกไฟฟ้าพิอิซโซ (Piezo-electric Crystal) ทา
หน้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้ าเป็นพลังงานสั่นสะเทือนทางกลเกิดเป็นคลื่นเสียงความถี่สูง ส่งผ่านสารนาคลื่น (Couplant) เข้า
ไปยังเนื้อวัสดุงาน หากคลื่นเสียงความถี่สูงไปกระทบกับจุดบกพร่องหรือชนผนังสุดความหนา คลื่นเสียงที่เป็นพลังงานกล
ดังกล่าวจะสะท้อนกลับไปยังหัวตรวจสอบทาหน้าที่แปลงพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้ าส่งสัญญาณแสดงผลขึ้นที่จอภาพ
การทดสอบวิธีนี้จะบอกตาแหน่งและความลึกของจุดบกพร่องโดยอาศัยหลักการคานวณทางตรีโกณมิติ ขนาดความโตของ
จุดบกพร่องจะพิจารณาจากความแรงของคลื่นที่สะท้อนกลับหลักการพอสรุปได้ดังนี้
1. ทาการส่งคลื่นเสียง จากหัวส่ง (Transducer หรือ Search Unit) ผ่านเข้าไปในวัสดุ ถ้าพบความไม่ต่อเนื่อง คลื่น
เสียงบางส่วนหรือ ทั้งหมดจะสะท้อนกลับมายัง หัวรับ (Receiver) ซึ่งจะแปลงคลื่นเสียงไปแสดงบนจอแสดงผล
2. ความแรงของสัญญาณที่รับจะขึ้นกับลักษณะของรอยบกพร่อง
3. เวลาที่คลื่นเสียงใช้ในการเดินทางในวัสดุจะขึ้นกับระยะห่างของรอยบกพร่องจากผิวที่ส่งคลื่นเสียงเข้าไป
1.4.3. คลื่นอัลตราโซนิก (Ultrasonic Wave)
คลื่นอัลตราโซนิค (Ultrasonic Wave) คือ คลื่นเสียงที่มีความถี่สูงซึ่งหูของมนุษย์ไม่สามารถได้ยินได้ปกติคลื่นเสียงที่
หูมนุษย์ได้ยินจะอยู่ในช่วงความถี่ระหว่าง 16 ถึง 20 ความถี่ที่สูงกว่า 20 KH2 จนถึง 50 KH2 นั้นเราเรียกว่าคลื่นอัลตราโซนิก
(Ultrasonic Wave) แต่ความถี่ที่เรานิยมนามาใช้ในการตรวจสอบวัสดุแบบนี้ จะอยู่ในช่วง 0.5-20 KH2 คลื่นอัลตราโซนิก
Full Skip Distance (FSD)
Full Skip Beam Path Length (FSBL)

3. (Ultrasonic Wave) ที่มีความถี่สูง (5-10 KH2) สามารถใช้ตรวจสอบหารอยตาหนิในเนื้อวัสดุได้ดีแต่ไม่ลึก
ผิดกับคลื่นอัลตราโซนิก (Ultrasonic Wave)
ความถี่ต่า (1-2 KH2) แม้จะตรวจหารอยตาหนิขนาดเล็กได้ไม่ดี แต่สามารถตรวจหารอยตาหนิในเนื้อวัสดุได้ลึกกว่า
รูปที่ 1.4-2 แสดงคลื่นอัลตราโซนิก (Ultrasonic Wave) แกนนอนแสดงเวลาและ
แกนตั้งแสดงความสูงของสัญญาณ
ชนิดของคลื่นอัลตราโซนิก (Ultrasonic Wave) ที่สามารถเดินทางผ่านเข้าไปในเนื้อวัสดุได้นั้นมีอยู่หลายชนิดแต่ที่
สาคัญมีอยู่เพียง 2 ชนิด คือ
1. ค ลื่ น ต า ม ย า ว ค ลื่ น ช นิ ด นี้ ก า ร สั่ น ส ะ เ ทื อ น ข อ ง โ ม เ ล กุ น ข อ ง วัส ดุ นั้ น ๆ จ ะ ข น า น กับ
ทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่น
2. คลื่นตามขวาง คลื่นแบบนี้การสั่นสะเทือนของโมเลกุนในเนื้อวัสดุจะมีทิศทางตั้งฉากกับทิศทางการเคลื่อนที่ของ
คลื่น
1.4.4. เครื่องมือและอุปกรณ์การตรวจสอบ
1.4.4.1 ส่วนประกอบหลักของเครื่องตรวจสอบอัลตราโซนิก (Ultrasonic) ตัวเครื่องตรวจสอบอัลตราโซนิก ที่
ใช้ในการตรวจสอบด้วยวิธี Pulse-echo มีส่วนประกอบหลักๆ ดังนี้
1) จอภาพ (Cathode Ray Tube : CRT) รับสัญญาณแสดงผลการตรวจสอบจากหัวตรวจสอบ (Pulse
Amplifier) เคลือบด้วยสารประกอบฟอสเฟอร์ เมื่อลาแสดงอิเล็กตรอนยิงมากระทบด้วยความเร็วสูงจะทาให้สารฟอสเฟอร์
เปล่งแสงและสีออก
2) ตัวกาเนิดคลื่นเสียง (Pulse Generator) ทาหน้าที่ผลิตพลังงานส่งให้กับอุปกรณ์ขยายสัญญาณ (Pulse Amplifier)
และตัวควบคุมสัญญาณลาแสงอิเล็กตรอน ให้วิ่งกวาดอยู่ในแนวนอนของจอภาพ (Time-base Sweep Generator)

4. 3) อุปกรณ์ขยายสัญญาณคลื่นเสียง (Pulse Amplifier) ทาหน้าที่ขยายสัญญาณพัลส์คลื่นเสียงเพื่อให้มีพลังงานที่จะส่ง
คลื่นเข้าไปในชิ้นงานตรวจสอบ
4) Time-base Sweeper Generator ทาหน้าที่บังคับให้ลาแสงอิเล็กตรอนวิ่งกวาดอยู่ในแนวนอน
5) Receiver Amplifier ทาหน้าที่รับสัญญาณพัลส์และขยายสัญญาณที่สะท้อนกลับให้กับหัวตรวจสอบ 10,000-
100,000 เท่า ให้ไปแสดงที่จอภาพ CRT หรือเรียกว่า Amplifier Gain
6) Video-signal Processing Stage ทาหน้าที่แปลงสัญญาณที่ได้รับจาก Receiver Amplifier ให้เรียบก่อนที่จะป้ อนเข้า
แผ่นบังคับในแนวตั้งของจอ CRT การแสดงผลทางจอภาพเครื่องตรวจสอบอัลตราโซนิก (Ultrasonic) สามารถแสดงภาพได้
3 แบบ คือ แบบมาตรฐาน A-Scan แบบแสดงภาพหน้าตัด B-Scan และ แบบแสดงภาพผิวราบ C-Scan ใน 3 แบบนี้แบบ
มาตรฐาน A-Scan ที่แสดงไว้ในรูปที่ 1.4-3 เป็นวิธีการที่ใช้แพร่หลายมากที่สุด
รูปที่ 1.4-3 แสดงหลักการทางานของจอภาพ CRT
1.4.3.2 ปุ่มควบคุมของเครื่องอัลตราโซนิก
รูปที่ 1.4-4 แสดงปุ่มปรับเครื่องตรวจสอบอัลตราโซนิก
สัญญาณ Echo เสียง
ลาแสงอิเล็กตรอน
แผ่นเบี่ยงเบนสะท้อนแสง
แนวนอนแสดงฐานเวลา หลอดแก้ว ข้อต่อสาย
จอเรืองแสง
สัญญาณภาพเส้นแนวนอน (Horizontal Sweep Line)
จุดรวมแสงและเร่งความเร็วแสงอิเล็กตรอน
แผ่นเบี่ยงเบนสะท้อนแสงแนวตั้งแสดงความสูง
Echo เสียงบอกขนาดของ
จุดบกพร่อง
ปืนอิเล็กตรอน

5. เครื่องตรวจสอบคลื่นอัลตราโซนิก (Ultrasonic) จะมีปุ่มบังคับหลักๆที่ต้องใช้ในการปรับเทียบเครื่อง คล้ายๆ กัน
ได้แก่
1) Time-base Control เป็นตัวควบคุมสัญญาณ Echoในแนวราบของจอภาพประกอบด้วยปุ่มปรับต่างๆ
ก. Coarse Range มีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า Sweep Range หรือ Sweep Length มีหน้าที่ปรับขยายหรือลดระหว่างห่าง
ของสัญญาณ Echo บนจอภาพ
ข. Fine Range คือ ปุ่มทาหน้าที่เหมือน Coarse Range แต่ปรับได้ละเอียดกว่า
ค. Delay เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า Sweep Delay หรือ Shift มีหน้าที่ควบคุมให้สัญญาณ Echo
ทั้งชุดเคลื่อนที่พร้อมกันไปทางซ้ายหรือทางขวา โดยที่ระยะห่างของสัญญาณ Echo ที่ตั้งจาก Sweep Range ไว้ ไม่
เปลี่ยนแปลง
2) Application Control ใช้ควบคุมภาคขยายของสัญญาณ Echoที่ปรากฏบนจอภาพ CRT ประกอบด้วย
ก. Sensitivity Control หรือ Gain Control ทาหน้าที่ควบคุมความสูงของสัญญาณ Echo
ข. Attenuator มีหน้าที่ทางานคล้ายกับ Gain Control สามารถปรับละเอียดได้มีหน่วยเป็น
เดซิเบล (dB)
ค. Reject หรือ Suppression เป็นปุ่มที่ทาหน้าที่ตัดสัญญาณรบกวนหรือเรียกกันว่ายอดหญ้าที่เส้น Time base เมื่อตั้ง
ความไวในการตรวจสอบสูง (High Sensitivity) สัญญาณรบกวนเกิดจากคลื่นเสียงกระจายเมื่อเดินทางผ่านวัสดุเกรนหยาบ
เช่นเหล็กหล่อ การตัดสัญญาณด้วยปุ่ม Reject ต้องระวังเพราะถ้าตัดสัญญาณรบกวนมากเกินไปจะมีผลทาให้ไม่สามารถ
ตรวจสอบจุดบกพร่องขนาดเล็กได้
3) Display/Time เป็นชุดควบคุมการแสดงบนจอภาพมีปุ่มปรับต่าง ๆ ดังนี้
ก. VERT ใช้ควบคุมตาแหน่งการแสดงของสัญญาณพัลส์คลื่นเสียงในแนวตั้งของจอภาพ
ข. HORIZ ใช้ควบคุมตาแหน่งการแสดงของสัญญาณพัลส์คลื่นเสียงในแนวนอนของจอภาพ
ค. INTENSITY ใช้ควบคุมปรับความสว่าง (Brightness) ของจอภาพ CRT
ง. FOCUS ใช้ควบคุมปรับความคมชัด ของจอภาพ CRT
จ. ASTIG ใช้ควบคุมปรับความเบี่ยงเบน ความบกพร่องภายในจอ CRT จากลาแสงอิเล็กตรอนทั้งแนวแกนตั้งและ
แนวแกนนอน
ฉ. SCALE ILLUM ปุ่มปรับความสว่างของ Grid Line
2) ปุ่มควบคุมอื่นๆ ขึ้นอยู่กับเครื่องตรวจสอบอัลตราโซนิก (Ultrasonic Testing) ที่ผลิตขึ้น มาแต่ละรุ่นสามารถ
ศึกษาได้จากคู่มือการใช้งาน
1.4.3.3 อุปกรณ์ตรวจสอบ
1) หัวตรวจสอบ (Transducers or Probes)
หัวตรวจสอบนิยมเรียกชื่อทั่วไปว่า Transducer หรือ Probe ทาหน้าที่รับและส่งคลื่นเสียง การพิจารณาความสามารถ
ของหัวตรวจสอบจะพิจารณาจากความสามารถใน 2 ด้าน คือ
1. ความไวในการค้นหาจุดบกพร่องขนาดเล็ก (Sensitivity) เราสามารถตรวจสอบความไวของหัวตรวจสอบได้จาก
การวัดขนาดความสูงสัญญาณพัลส์ Echo ของคลื่นเสียง โดยการทดสอบกับแท่งปรับ Standard Reference Block
2. ความสามารถแยกแยะตาหนิ (Resolution) ที่อยู่ระดับความลึกใกล้กันตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป

6. 2) ชนิดของหัวตรวจสอบคลื่นอัลตราโซนิก
1. หัวตรวจสอบตรง (Normal Beam Probes or Straight Beam Probes) หัวตรวจสอบแบบนี้จะส่งคลื่นอัลตราโซนิก
เข้าไปในชิ้นงาน ในทิศทางที่ตั้งฉากกับผิวของชิ้นงานภายในหัวตรวจสอบจะบรรจุไว้ด้วยชิ้นส่วนที่สาคัญ คือ ชิ้นผลึก ซึ่งจะ
ทาหน้าที่ส่งหรือรับคลื่นอัลตราโซนิก การใช้งานปกติจะใช้เป็นทั้งหัวส่งและหัวรับคลื่น อัลตราโซนิก พร้อมๆ กัน
2. หัวตรวจสอบแบบ TR (Transmitter-Receiver Probe or Double Crystal) หัวตรวจสอบแบบ TR จะรวมเอาหัว
ตรวจสอบ 2 หัว ซึ่งแยกกันทั้งทางไฟฟ้าและการรับส่งสัญญาณ โดยด้านหนึ่งจะทาหน้าที่เป็นตัวส่งคลื่นอัลตราโซนิก และอีก
ด้านหนึ่งทาหน้าที่รับคลื่นอัลตราโซนิก หัวตรวจสอบแบบนี้นิยมใช้กับเครื่องวัดความหน้ารูปแสดงหัวตรวจสอบแบบ TR
3. หัวตรวจสอบแบบเอียง (Angle Beam Probes) วิธีการนี้ใช้คลื่นตามขวางซึ่งผลิตจากหัวตรวจสอบแบบเอียง ส่งเข้า
ไปในชิ้นงาน หากกระทบรอยตาหนิหรือผิวของชิ้นงานมันจะสะท้อนกลับมาที่หัวตรวจสอบหัวตรวจสอบแบบเอียงมีทั้งชนิด
ที่ผลึกกับลิ่มพลาสติกยึดเป็นชิ้นเดียวกัน และแบบที่ลิ่มพลาสติกกับหัวตรวจสอบสามารถแยกกันได้
รูปที่1.4-5 แสดงโพรบ (Probe) หัวตรง
ที่มา : Qualitech co., Ltd
รูปที่ 1.4-6 แสดงโพรบ (Probe) หัวมุม
ที่มา : Qualitech co., Ltd
โพรบ (Probe) หัวมุม
- หัวโพรบ (Probe) จะส่งคลื่นออกมาทามุมกับผิวงาน โดยมุมของคลื่นทามุมกับแนวดิ่ง 35 45 60. 70 และ 80
- มุมเหล่านี้อ้างอิงจากมุมที่เกิดบนเหล็กกล้าเท่านั้นหากนาไปใช้กับวัสดุชนิดอื่น มุมก็จะเปลี่ยนไป

7. 3) แท่งปรับมาตรฐาน (Standard Test Blocks)
เมื่อเปิดเครื่องตรวจสอบอัลตราโซนิก (Ultrasonic Testing) เพื่อใช้งานใหม่ทุกครั้ง จะต้องปรับตั้งสัญญาณคลื่นเสียง
กับแท่งปรับมาตรฐาน (Standard Test Block) เพื่อปรับขอบเขตการตรวจสอบของแกนตั้งบนจอภาพและปรับขนาดความไว
ของการตรวจสอบที่แกนนอนของจอภาพ แท่งปรับมาตรฐานมาตรฐานจะได้รับการตรวจสอบชนิด สมบัติและส่วนผสมทาง
เคมี ขนาดและรูปร่างของวัสดุอย่างเข้มงวด ตัวอย่างแท่งปรับมาตรฐาน ได้แก่ Calibration Block หรือแท่งปรับอื่นๆ เช่น
Reference Block Test Block ซึ่งผลิตขึ้นมามีหลายมาตรฐาน ได้แก่ มาตรฐาน DIN AWS ASME IIW เป็นต้น
ชิ้นทดสอบวัสดุเปรียบเทียบ (Reference Block) เป็นแท่งปรับที่ทาขึ้นเป็นพิเศษจากวัสดุชนิดเดียวกันกับชิ้นงาน
ตรวจสอบ แท่งปรับ Calibration Block ที่ใช้ปรับเทียบเครื่องตรวจสอบ อัลตราโซนิก (Ultrasonic Testing) สาหรับตรวจสอบ
งานเชื่อม หรือตรวจหาจุดบกพร่องทั่วไปทาจากเหล็กกล้า ที่เสียงเดินทางใช้ความเร็วเสียงตามยาวในวัสดุเหล็กกล้า 5920
เมตรต่อวินาที
รูปที่ 1.4-7 แสดง แท่งปรับมาตรฐาน (Standard Test Blocks) ชนิดต่างๆ
รูปที่ 1.4-8 แสดงแท่งปรับ Calibration Blocks V1
ที่มา : Qualitech co., Ltd

8. รูปที่ 1.4-9 แสดงแท่งปรับ Calibration Blocks V2
ที่มา : Qualitech co., Ltd
1) สารนาคลื่น (Couplant)
หน้าสัมผัสที่กันแผ่นผลึกของหัวตรวจสอบอัลตราโซนิก (Ultrasonic Testing) สึกหรอ จะต้องสัมผัสกับผิวหน้างาน
เพื่อส่งคลื่นผ่านเข้าไปในเนื้อวัสดุงาน กรณีบริเวณหน้าสัมผัสดังกล่าวแห้งมีช่องว่างอากาศจะทาให้มีความต้านทานคลื่นเสียง
สูง คลื่นเสียงจะส่งไปได้น้อย
สารนาคลื่นนิยมเรียกกันทับศัพท์ว่า Couplant เป็นสารที่ทาหน้าที่เป็นเชื่อมต่อในการส่งคลื่นเสียงและกาจัดอากาศ
ออกจากบริเวณผิวหน้าสัมผัสดังกล่าว ลักษณะของสาร Couplant ส่วนมากจะเป็นของเหลวและของเหลวหนืด (Paste) ควรมี
สมบัติ ดังนี้
1. ไม่แยกชั้น และปราศจากฟองอากาศ
2. กระจายตัวดี สามารถกาจัดอากาศออกจากบริเวณหน้าสัมผัสระหว่างหัวตรวจสอบกับผิววัสดุงาน
3. เกาะยึดผิวงานและสามารถกาจัดออกง่าย
4. ไม่ส่งผลเสียหายต่อหัวตรวจสอบ ชิ้นงานและไม่เป็นอันตรายต่อผู้ตรวจสอบ
1) มีค่าความต้านทานคลื่นเสียง (Acoustic Impedance) ใกล้เคียงกับวัสดุงาน
Couplant ที่ใช้สาหรับการตรวจสอบแบบสัมผัส (Contact) ถ้าใช้ในแนวราบ ได้แก่
กลีเซอรีน 1 ส่วน ผสมน้า 2 ส่วนและใส่สารที่ทาให้มีความเปียกผิว (Wetting Agent) หรือใช้น้ามันเครื่องใหม่ผสม Wetting
Agent หรืออาจใช้จารบี, แป้ งเปียกได้ตามความเหมาะสมโดยต้องคานึงถึงประสิทธิภาพการนาคลื่นเสียง การกาจัดออกง่าย
และไม่เป็นอันตราย การทา Couplant อาจใช้แปรงทาหรือขวดบีบและต้องทาให้บางที่สุดเท่าที่จะทาได้เพื่อให้การนาคลื่น
เสียงมีประสิทธิภาพสูงสุด
ส่วน Couplant ที่ใช้สาหรับการตรวจสอบแบบจุ่ม (Immersion) จะใช้น้าที่ปราศจากฟองอากาศ เติมน้ายาป้ อนกันการ
เกิดสนิมและสาร Wetting Agent อุณหภูมิใช้งานที่เหมาะสมประมาณ 21ซ. (70ฟ.)

9. รูปที่ 1.4-10 แสดงการใช้สารนาคลื่น (Couplant) การตรวจสอบ
1.4.5. วิธีการตรวจสอบ
1.4.5.1 วิธีการส่งผ่านและรับคลื่นเสียง
เมื่อคลื่นเสียงอัลตราโซนิก (Ultrasonic Wave) ผ่านกระทบกับรอยต่อชิ้นงานตรวจสอบ คลื่นเสียงบางส่วนจะ
สะท้อนกลับส่วนที่เหลือจะทะลุผ่านเข้าไปในชิ้นงานตัวกลางอีกตัวหนึ่ง วิธีการส่งผ่านคลื่นเสียงเข้าไปในตัวกลางและรับ
คลื่นเสียงที่สะท้อนกลับสามารถทาได้ 3 วิธี คือ
1) วิธีการส่งผ่านคลื่นเสียง (Through Transmission)
2) วิธีการสะท้อนคลื่นเสียงกลับ (Pulse Echo)
3) วิธีการรีโซแนนซ์ (Resonance)
1) วิธีการส่งผ่านคลื่นเสียง (Through Transmission)
เป็นวิธีการที่ใช้หัวตรวจสอบ (Transducer หรือ Probe) 2 อัน ประกอบด้วยหัวส่งคลื่น (Transmitting Probe) และ หัว
รับคลื่น (Receiving Probe) อยู่คนละด้านในตาแหน่งตรงกันถ้าภายในวัสดุงานไม่มีจุดบกพร่อง หัวรับคลื่นก็จะรับคลื่นได้
เต็มที่ สัญญาณ Echo ที่จอรับภาพจะขึ้นสูง แต่ถ้ามีจุดบกพร่องเกิดขึ้นภายในเนื้อวัสดุ คลื่นเสียงที่ส่งมาจะสะท้อนกลับไปยัง
หัวส่งคลื่นทาให้คลื่นเสียงเหลือส่งผ่านมายังหัวรับคลื่นน้อย ยิ่งจุดบกพร่องมีขนาดใหญ่ สัญญาณ Echo จะที่จอภาพจะเหลือ
ต่าลงมากหรือไม่เห็นสัญญาณเลย
สารนาคลื่น (Couplant)
ทาบนชิ้นงานทดสอบ

10. รูปที่ 1.4-11 แสดงการส่งคลื่นเสียงและการรับคลื่นเสียงวิธีการส่งผ่านคลื่นเสียง
(ก) ไม่พบจุดบกพร่อง
รูปที่ 1.4-12 แสดงการส่งคลื่นเสียงและการรับคลื่นเสียงวิธีการส่งผ่านคลื่นเสียง
(ข) พบจุดบกพร่องขนาดเล็ก
รูปที่ 1.4-13 แสดงการส่งคลื่นเสียงและการรับคลื่นเสียงวิธีการส่งผ่านคลื่นเสียง
(ค) พบจุดบกพร่องขนาดใหญ่
หัวส่งคลื่น หัวรับคลื่น
ชิ้นงาน
Initial
Pulse
(ก)
หัวส่งคลื่น หัวรับคลื่น
Initial
Pulse จุดบกพร่อง
ชิ้นงาน
(ข)
จุดบกพร่องหัวส่งคลื่น หัวรับคลื่น
ชิ้นงานInitial
Pulse
(ค)

11. 2) วิธีการสะท้อนคลื่นเสียงกลับ (Pulse Echo)
เป็นวิธีการตรวจสอบที่นิยมใช้มากที่สุด ใช้หัวตรวจสอบ (Transducer หรือ Probe) อันเดียว ทาหน้าที่ส่งคลื่นเสียง
เป็นที่เป็นพลังงานกลผ่านเข้าไปในวัสดุงาน และเมื่อคลื่นเสียงกระทบจุดบกพร่องหรือผนังของวัสดุ จะสะท้อนกลับมายังหัว
ตรวจสอบและหัวตรวจสอบก็จะเปลี่ยนพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้าส่งสัญญาณต่อไปยังจอภาพ CRT ที่ถูกประเมินคานวณ
ไว้แล้ว เพื่อแสดงระยะทางที่แยกกันระหว่างเวลาที่มาถึงของสัญญาณสะท้อนจุดบกพร่อง กับเวลาที่มาถึงของสัญญาณ
สะท้อนผนังด้านล่างของชิ้นงานตรวจสอบ ทาให้สามารถประเมินตาแหน่งของจุดบกพร่องได้ถูกต้อง
รูปที่ 1.4-14 แสดงการส่งและการรับคลื่นเสียงแบบ Pulse Echo
3) วิธีการรีโซแนนซ์ (Resonance Method)
ความถี่รีโซแนนซ์ (Resonance Frequency) หมายถึง ความถี่ที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของผลึกที่สอดคล้องกับความ
หนาของวัสดุ วิธีการรีโซแนนซ์ในอดีตจะนามาใช้วัดความหนางานที่บางเป็ นพิเศษได้ แต่ปัจจุบันไม่ค่อยจะได้พบวิธีการรี
โซแนนซ์ เนื่องจากว่า ความก้าวหน้าเทคโนโลยีในการสร้างหัวตรวจสอบแบบ Pulse Echo สามารถที่จะใช้วัดความหนาที่
บางมากๆ เช่น ท่อเคลือบผิวเตาปฏิกรณ์ปรมาณู
1.4.5.2 เทคนิคการตรวจสอบด้วยคลื่นเสียงอัลตราโซนิก (Ultrasonic Wave)
การตรวจสอบด้วยคลื่นเสียงอัลตราโซนิกโดยทั่วไป จะใช้วิธีการส่งคลื่นเสียงเป็นช่วงจังหวะเข้าไปในวัสดุงาน
เรียกว่าวิธี Pulse Method เทคนิควิธีการดังกล่าวสามารถทาได้ 2 วิธี คือ
1) เทคนิคแบบสัมผัส (Contact Scan)
ใช้วิธีการลากผิวหน้าผลึกหัวตรวจสอบสัมผัสกับผิววัสดุงาน โดยมีชั้นบางๆ ของสารนาคลื่นคั่นกลางระหว่างผิวหน้า
สัมผัสทั้งสอง
เทคนิคสัมผัสแบ่งออกเป็นเทคนิคย่อยๆ ได้3 แบบ คือ
(1) เทคนิคลาเสียงตั้งฉาก
(2) เทคนิคลาเสียงเอียงเป็นมุม
(3) เทคนิคคลื่นผิว
หัวตรวจสอบ
ชิ้นงาน
จุดบกพร่อง
แรงเคลื่อนไฟฟ้า
หน่วยของเวลา
คลื่นเสียงสะท้อน
จากจุดบกพร่อง
คลื่นเสียงเริ่มต้น
คลื่นเสียงสะท้อน
จากผนังด้านล่าง

12. 2) เทคนิคการส่งคลื่นเสียง แบบจุ่มหัวตรวจสอบไว้ในของเหลว (Immersion Technique)
ส่วนใหญ่จะติดตั้งใช้สาหรับการตรวจสอบแบบอัตโนมัติ ข้อดีของเทคนิคแบบนี้ คือ สารนาคลื่น (Coulplant) จะคงที่
ตลอดเวลา และหัวตรวจสอบหัวเดียวกันสามารถส่งคลื่นเสียงได้ทั้งคลื่นตามยาวและคลื่นตามขวางโดยใช้วิธีการปรับเปลี่ยน
เอียงมุมหัวตรวจสอบ
เทคนิคการส่งคลื่นเสียงแบบจุ่มหัวตรวจสอบไว้ในของเหลวแบ่งตามวิธีการใช้น้าเป็นตัวกลางหรือสารนาคลื่นได้ 3
วิธีการคือ
(1) เทคนิคการจุ่มน้า (Immersion Technique)
(2) เทคนิคบับเบลอร์ (Bubble Technique)
(3) เทคนิคทรานสดิวเซอร์วงล้อ (Wheel Transducer Technique)
1.4.6. การปรับเทียบเครื่องอัลตราโซนิก (Calibration)
เมื่อทาการเปิดเครื่องอัลตราโซนิก (Ultrasonic) ใช้งาน จะต้องทาการปรับเทียบเครื่องกับแท่งปรับมาตรฐานหรือทุก
ครั้งก่อนนาไปตรวจสอบหรือวัดขนาดชิ้นงาน การปรับเทียบเครื่องจะเป็นการกาหนดช่วงระยะทางการเดินทางของคลื่นเสียง
ที่สามารถตรวจสอบวัสดุได้ แท่งปรับมาตรฐานจะต้องเป็นวัสดุชนิดเดียวกันกับวัสดุงานที่จะทาการตรวจสอบ
1.4.6.1 การปรับเทียบเครื่องด้วยหัวตรวจสอบตรง (Normal Probe Calibration)
จอภาพ CRT ของเครื่องอัลตราโซนิก (Ultrasonic) จะแบ่งสเกลแนวระนาบ (Time Base) ออกเป็น 10 ช่องใหญ่และ
ใน 1 ช่องใหญ่จะแบ่งออกเป็น 10 ช่องเล็ก ค่าที่อ่านได้จากซ้ายไปขวาของสเกลเรียกว่า Screen Reading (SR) ช่วงความกว้าง
ทั้งหมดของจอภาพจะใช้กาหนดช่วงระยะทางของการตรวจสอบเรียกว่า Test Range (TR) SR = , เมื่อ S = ระยะ
ตรวจสอบที่ต้องการวัดค่า เช่น กาหนด TR = 200 มิลลิเมตร ดังนั้นระยะตรวจสอบ (S) = 200 มิลลิเมตร เป็นต้น, k = Scale
Factor (ค่าที่อ่านได้จาก 1 ช่องใหญ่)
k = , เมื่อ TR = ช่วงวัดที่กาหนด, 10 = จานวนช่องใหญ่บนจอ CRT
ตัวอย่าง เช่น กาหนดค่า TR = 200 มิลลิเมตร จะได้ค่า k = = 20 มิลลิเมตร เมื่อ SR = แทนค่า SR = = 20
มิลลิเมตร ดังนั้นอ่านค่าสเกลหน้าปัดจอภาพ CTR ว่า 1 ช่องใหญ่มีค่าเท่ากับ 20 มิลลิเมตร ดังนั้นสเกล 1 ช่องเล็กจะอ่านค่าได้
เท่ากับ = 2 มิลลิเมตร จึงอาจสรุปได้ว่าค่า ค่า k = SR
สิ่งแรกที่ต้องกาหนดค่าในการปรับเทียบเครื่องตรวจสอบด้วยคลื่นเสียงอัลตราโซนิก(Ultrasonic Wave) คือ การ
กาหนดค่า Test Length หรือค่า TR
ถ้ากาหนดค่า TR ใหม่ ตัวอย่างเช่นต้องการปรับตั้งเครื่องด้วยหัวทดสอบตรง ให้มีช่วงตรวจสอบ 0 – 100 มิลลิเมตร
ด้วยแท่งปรับมาตรฐาน Calibration V1 ทาด้วยเหล็กกล้าหนา 25 มิลลิเมตร แสดงว่ากาหนดค่า TR = 100 มิลลิเมตร ดังนั้นค่า
สเกลแฟคเตอร์ (k) = = = 10 มิลลิเมตร (อ่านค่าว่า 1 ช่องใหญ่มีค่าเท่ากับ 10 มิลลิเมตร และ 1 ช่องเล็กมีค่า = 1
มิลลิเมตร)
จานวนคลื่นเสียงที่สะท้อนจากด้านหลังของชิ้นงานทดสอบ (Back Wall Echo : BW) ที่จะปรับให้ปรากฏอยู่บน
จอภาพ CRT = = = 4 ลูก คลื่นสัญญาณสะท้อนกลับลูกที่ 1 ปรับให้อยู่ที่ตาแหน่ง 25 มิลลิเมตร (2.5 ช่องใหญ่
หรือ 25 ช่องเล็ก) คลื่นลูกที่ 2 ปรับให้อยู่ที่ตาแหน่ง 50 มิลลิเมตร (5 ช่องใหญ่ หรือ 50 ช่องเล็ก) คลื่นลูกที่ 3 ปรับให้อยู่ที่

13. ตาแหน่ง 75 มิลลิเมตร (7.5 ช่องใหญ่ หรือ 75 ช่องเล็ก) และ คลื่นลูกที่ 4 ปรับให้อยู่ที่ตาแหน่ง 100 มิลลิเมตร (10 ช่องใหญ่
หรือ 100 ช่องเล็ก)
รูปที่ 1.4-15 แสดงสเกลจอภาพ CRT
ขั้นตอนการปรับเทียบเครื่องตรวจสอบอัลตราโซนิก ด้วยหัวตรวจสอบตรง
1) ตรวจความพร้อมของแบตเตอรี่ และเปิดสวิทช์เครื่องทางาน
2) ปรับปุ่ม Gain เพิ่มความแรงของเสียงให้สัญญาณส่งคลื่นเสียง Initial Pulse สูงเต็ม
จอภาพ
3) ปรับปุ่ม Sweep Delay ให้สัญญาณ Initial Pulse เลื่อนไปซ้ายสุดของจอภาพ ในแนวเส้น
แสดงเวลาหรือระยะทาง (Time Base)
4) ปิดปุ่ม Reject ที่ทาหน้าที่ตัดสัญญาณรบกวน
5) เลือกขนาดของหัวตรวจสอบตรงตามที่ต้องการ
6) ทาสารนาคลื่น (Couplant) บนผิวหน้าด้านความหนา 25 มิลลิเมตร ของแท่งปรับ
มาตรฐาน V1 จากนั้นปรับความของคลื่นเพื่อให้สัญญาณสะท้อน Back Wall Echo ลูกแรก (BW1) สูง 80% ของจอภาพ
7) ปรับปุ่ม Sweep Delay เลื่อนขาหน้าของคลื่นสะท้อน BW1 ให้อยู่ที่ตาแหน่ง 25
มิลลิเมตร ของเส้น Time Base
8) ปรับปุ่ม Sweep Range (ปรับละเอียด) ขยายและบีบสัญญาณ จนกระทั่งคลื่นสะท้อน
Back Wall Echo (BW) ลูกที่ 1 (BW1) อยู่ตรงตาแหน่ง 25 มิลลิเมตร ลูกที่ 2 (BW2) อยู่ตรงตาแหน่ง 50 มิลลิเมตร ลูกที่ 3
(BW3) อยู่ตรงตาแหน่ง 75 มิลลิเมตร และลูกที่ 4 (BW4) อยู่ตรงตาแหน่ง 100 มิลลิเมตร ถือว่าเสร็จสิ้นการ Calibration ด้วย
หัวตรวจสอบตรง
สรุปการปรับเทียบเครื่องตรวจสอบอัลตราโซนิก มีเงื่อนไขในการปฏิบัติที่สาคัญ ดังนี้
1) การปรับเทียบเครื่องต้องใช้คลื่นสัญญาณสะท้อน Back Wall Echo (BW) อย่างน้อย 2 Echo
2) ห้ามใช้คลื่นส่ง (Initial Pulse) นับเป็นจานวน Echo ในการปรับเทียบ
3) แท่งมาตรฐานที่ใช้ปรับเทียบห้ามหนาเกินกว่าระยะ Test Range (TR)

14. รูปที่ 1.4-16 แสดงจานวนคลื่นสะท้อนจากด้านล่างของแท่งปรับมาตรฐาน
ที่ปรากฏบนจอภาพ CRT
1.4.6.2 การปรับเทียบเครื่องด้วยหัวตรวจสอบผลึกคู่ (TR Probe Calibration)
ในการปรับเทียบจะต้องปรับเครื่องตรวจสอบให้ใช้งานได้กับหัวตรวจสอบผลึกคู่ด้วย หัวตรวจสอบ TR จะมีสาย
เสียบ 2 สาย โดยแจ๊คเสียบด้านหนึ่งจะเป็นของผลึกส่ง ส่วนด้านหนึ่งจะเป็นของผลึกรับ ด้านส่งจะส่งคลื่นผ่านออกไปทาง
แท่ง Delay ซึ่งจะไม่ปรากฎให้เห็นสัญญาณบนจอภาพเพราะผลึกนี้ไม่สามารถรับสัญญาณได้ แต่เมื่อนาหัวตรวจสอบวางบน
ผิวงานจะปรากฏสัญญาณ Echo สะท้อน Back Wall Echo จากหัวตรวจสอบด้านคลื่นรับ เนื่องจากแท่ง Delay
มีขนาดค่อนข้างยาวทาให้คลื่นส่ง หรือ Initial Pulse และผิวงานตรวจสอบอยู่ห่างกันมาก ดังนั้นInitial Pulse จึงอยู่ออกไป
ทางซ้ายนอกจอภาพ ทาให้บริเวณใกล้ผิวงานไม่มีคลื่นแทรกซ้อนกัน สามารถตรวจสอบงานบางน้อยกว่า 3 มิลลิเมตร ได้ดี
รูปที่ 1.4-17 แสดงการปรับเทียบเครื่องอัลตราโซนิก (Ultrasonic) ด้วยหัวตรวจสอบชนิดผลึกคู่
ที่มา : Qualitech co,Ltd
หัวตรวจสอบ
เวลา (ระยะทาง)
ความแรงของคลื่นเสียง(dB)
คลื่นส่ง (Initial Pulse)

15. ขั้นตอนการปรับเทียบเครื่องอัลตราโซนิก (Calibration) หัวตรวจสอบผลึกคู่ TR Probe
1. ใช้แท่งปรับมาตรฐาน Step Block ขั้นความหนา 1 มิลลิเมตร ถึง 10 มิลลิเมตร
2. กาหนดขั้นความหนาของแท่ง Stepped Block ใช้ปรับเทียบเครื่องตรวจสอบที่ 4 มิลลิเมตร และ 8 มิลลิเมตร
3. วางหัวตรวจสอบ TR Probe ไว้ที่ขั้นความหนา 4 มิลลิเมตร จะพบสัญญาณสะท้อน Back Wall Echo หลายลูก
ปรับปุ่ม Gain ให้สัญญาณสะท้อน Back Wall Echo ลูกที่ 1 สูง 80% ของสเกลจอภาพ CRT ปรับปุ่ม Sweep Delay ให้คลื่น
สะท้อน Back Wall Echo ลูกแรกอยู่ตรงตาแหน่งเลข 4 ของจอภาพ
4. ย้ายหัวตรวจสอบ TR Probe ไปไว้ที่ขั้นความหนา 8 มิลลิเมตร และปรับปุ่ม Sweep Delay ให้คลื่นสะท้อน Back-
wall Echo คลื่นแรกอยู่ตรงตาแหน่งเลข 8 ของจอภาพ
5. ทาซ้าตามข้อ 3 และข้อ 4 โดยปรับปุ่มบีบและขยายสัญญาณ Sweep Range จนคลื่นสะท้อน Back-wall Echo คลื่น
แรกอยู่ตรงตาแหน่งเลข 4 เมื่อวางหัวตรวจสอบ TR Probe ที่ขั้นความหนา 4 มิลลิเมตร และคลื่นแรกอยู่ตรงตาแหน่งเลข 8
เมื่อวางหัวตรวจสอบ TR Probe ที่ขั้นความหนา 8 มิลลิเมตร ของจอภาพ ทุกครั้งถือว่าเสร็จสิ้นการ Calibration เครื่อง
ตรวจสอบด้วยหัวตรวจสอบ TR Probe