Ultraäänitesti
Myös: ultraäänipohjainen aitoustesti, UT-testaus, ultraäänimittaus
Rikkomaton testausmenetelmä, joka käyttää ultraäänialueen ääniaaltoja määrittämään jalometalliharkkojen ja -kolikoiden tiheyden, sisäisen rakenteen ja materiaalikoostumuksen.
Ultraäänitesti kuuluu luotettavimpiin menetelmiin, joilla jalometalliharkot ja suurikokoiset kolikot voidaan tutkia väärennösten varalta – vahingoittamatta esinettä. Menetelmä hyödyntää materiaalikohtaista äänennopeutta: jokainen metalli johtaa ultraääniaaltoja ominaisella nopeudellaan. Jos mitattu arvo poikkeaa kullan tai hopean ohjearvoista, se viittaa toiseen materiaaliin esineen sisällä.
Toimintaperiaate
Pietsosähköinen anturi lähettää lyhyitä ultraäänipulsseja testattavaan kohteeseen. Aalto läpäisee harkon tai kolikon, heijastuu vastakkaisesta pinnasta ja palaa anturiin. Mitatusta kulkuajasta ja esineen tunnetusta paksuudesta saadaan äänennopeus materiaalissa:
v = 2d / t
v = äänennopeus (m/s)
d = esineen paksuus (mm)
t = mitattu kaiun kulkuaika (µs)
Laskettua arvoa verrataan puhtaiden metallien viitearvoihin. Yli 1–2 %:n poikkeamat antavat aihetta jatkotutkimuksiin.
Miksi volframiväärennökset tunnistetaan tällä
Volframin tiheys on lähes sama kuin kullan (19,32 g/cm³ vs. 19,25 g/cm³), ja siksi se läpäisee tiheyden määrityksen Arkhimedeen mukaan sekä magneettitestin vaivatta. Äänennopeus poikkeaa kuitenkin selvästi:
| Materiaali | Tiheys (g/cm³) | Äänennopeus pitkittäinen (m/s) |
|---|---|---|
| Kulta (999) | 19,32 | n. 3 240 |
| Volframi | 19,25 | n. 5 220 |
| Lyijy | 11,34 | n. 2 160 |
| Kupari | 8,96 | n. 4 700 |
| Hopea | 10,49 | n. 3 600 |
Volframilla täytetty kultaharkko näyttää ultraäänessä selvästi odotettua korkeamman äänennopeuden – ja paljastuu siten varmasti. Erityisesti kiloharkoissa ja suurissa harkkomuodoissa ultraäänitestiä pidetään siksi ammattilaboratorioiden vakiomenetelmänä.
Käyttöalueet ja rajat
Erityisen sopiva:
- Kulta- ja hopeaharkot n. 50 g:n painosta ylöspäin
- Kiloharkot ja 400 unssin suurharkot (LBMA Good Delivery)
- Epäilyttävät kolikot, joilla on epätavallinen ääni tai paino
Menetelmän rajat:
- Erittäin ohuita esineitä (alle n. 2–3 mm) on vaikea mitata, koska lähetys- ja vastaanottopulssi menevät päällekkäin
- Karkeat tai kaarevat pinnat vaativat kytkentägeeliä (ultraäänigeeliä) hyvälle äänensiirrolle
- Sekaseokset (esim. ohut kultavaippa toisen metallin päällä) voivat kerrospaksuudesta riippuen tuottaa vääriä signaaleja
- Menetelmä ei korvaa röntgenfluoresenssianalyysia (XRF) tarkassa pitoisuuden määrityksessä
Ammattimaisen tarkistuksen kulku
- Mittauskohtien puhdistus (öljyt ja lika häiritsevät äänensiirtoa)
- Kytkentägeelin levittäminen anturiin ja testauspintaan
- Useita mittauksia esineen eri kohdista (reunat, keskiosa, takasivu)
- Automaattinen vertailu materiaalitietokantaan tai kulkuajan käsin tehty arviointi
- Tulosten dokumentointi; poikkeamien tapauksessa yhdistelmä tiheyden määrityksen tai XRF:n kanssa
Yksityissijoittajille on saatavilla kompakteja käsilaitteita, jotka näyttävät mittausarvon suoraan muodossa ”kulta/hopea: OK” tai ”poikkeama”. Käyttö on yksinkertaista, mutta vaatii anturin rauhallisen asettamisen kohtisuoraan pintaa vasten. Aitouden tarkistus -yleiskatsauksemme kokoaa yhteen kaikki yleiset menetelmät vertailussa.
Lyhyesti muistiin
Ultraäänitesti on ainoa helppokäyttöinen menetelmä, joka paljastaa luotettavasti volframitäytteet kultaharkoissa, koska se luotaa esineen sisäosaa – ei vain pintaa. Suurikokoisille harkoille se on siksi välttämätön ja täydentää mielekkäästi paino- ja mittatarkistusta (kolikon painon tarkistus).