La prova ultrasonica consiste nella misura del tempo impiegato da un’onda elastica per coprire un percorso all'interno del materiale da indagare tra il punto di invio dell’impulso e il punto di ricezione.

In altri termini, un impulso meccanico viene fatto propagare all'interno di un materiale e ne viene misurata la velocità di attraversamento in base al “tempo di volo”. Le frequenze utilizzato distinguono questa prova dalla prova sonica: gli impulsi ultrasonori non sono udibili ed hanno frequenze superiori a 20000 Hz (per indagare nei materiali come calcestruzzo, pietra e laterizio variano da 60 a 200 kHz). Tali frequenze, sono utilizzate su materiali complessivamente più omogenei quali ad esempio materiali lapidei, legno e naturalmente calcestruzzo; al loro interno, infatti, gli impulsi di frequenza così alti non vengono fortemente attenuati come si verificherebbe su di una muratura, e consentono una migliore risoluzione spaziale delle discontinuità del materiale.

A seconda della disposizione delle sonde si hanno le seguenti misure ultrasoniche:

-              per trasparenza (o T) o trasmissione diretta : le due sonde sono poste su due facce opposte parallele del mezzo da indagare - direzione di propagazione delle onde perpendicolare alle stesse facce;
-              per semitrasparenza (o ST) o trasmissione semidiretta: le due sonde sono poste su due facce non parallele dell’elemento da indagare (superfici contigue) - direzione di propagazione delle onde inclinata rispetto alle stesse facce;
-              per superficie (o S) - trasmissione indiretta o superficiale - sulla stessa superficie si pongono la sonda emittente e la sonda ricevente.

Per una prima valutazione dei risultati sperimentali si utilizzano una tabelle comparative che legano la velocità di propagazione dell'onda ultrasonica a valori di resistenza del materiale.

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