Badanie ultradźwiękowe
Także: Ultradźwiękowe badanie autentyczności, Badanie UT, Pomiar ultradźwiękowy
Nieniszcząca metoda badania wykorzystująca fale dźwiękowe z zakresu ultradźwięków do określania gęstości, struktury wewnętrznej i składu materiału sztabek oraz monet z metali szlachetnych.
Badanie ultradźwiękowe należy do najbardziej niezawodnych metod sprawdzania sztabek i wielkoformatowych monet z metali szlachetnych pod kątem fałszerstw - bez uszkadzania przedmiotu. Metoda wykorzystuje charakterystyczną dla materiału prędkość dźwięku: każdy metal przewodzi fale ultradźwiękowe z charakterystyczną prędkością. Jeśli zmierzona wartość odbiega od wartości wzorcowych dla złota lub srebra, wskazuje to na inny materiał w środku.
Zasada działania
Piezoelektryczna głowica wysyła krótkie impulsy ultradźwiękowe w badany przedmiot. Fala przenika sztabkę lub monetę, odbija się od przeciwległej powierzchni i wraca do czujnika. Ze zmierzonego czasu przejścia i znanej grubości przedmiotu wynika prędkość dźwięku w materiale:
v = 2d / t
v = prędkość dźwięku (m/s)
d = grubość przedmiotu (mm)
t = zmierzony czas przejścia echa (us)
Obliczoną wartość porównuje się z wartościami wzorcowymi czystych metali. Odchylenia większe niż 1-2% dają podstawę do dalszego badania.
Dlaczego fałszerstwa wolframowe są tak wykrywalne
Wolfram ma niemal tę samą gęstość co złoto (19,32 g/cm3 vs. 19,25 g/cm3) i dlatego bezproblemowo przechodzi pomiar gęstości według Archimedesa oraz test magnetyczny. Prędkość dźwięku różni się jednak wyraźnie:
| Materiał | Gęstość (g/cm3) | Prędkość dźwięku podłużna (m/s) |
|---|---|---|
| Złoto (999) | 19,32 | ok. 3.240 |
| Wolfram | 19,25 | ok. 5.220 |
| Ołów | 11,34 | ok. 2.160 |
| Miedź | 8,96 | ok. 4.700 |
| Srebro | 10,49 | ok. 3.600 |
Sztabka złota wypełniona wolframem wykazuje w badaniu ultradźwiękowym znacznie wyższą prędkość dźwięku niż oczekiwana - i zostaje pewnie zdemaskowana. Zwłaszcza przy sztabkach kilogramowych i dużych formatach badanie ultradźwiękowe uchodzi dlatego za standardową metodę profesjonalnych laboratoriów.
Obszary zastosowania i ograniczenia
Szczególnie odpowiednie dla:
- Sztabek złota i srebra od ok. 50 g masy
- Sztabek kilogramowych i dużych sztabek 400-uncjowych (LBMA Good Delivery)
- Podejrzanych monet o nietypowym dźwięku lub masie
Ograniczenia metody:
- Bardzo cienkie przedmioty (poniżej ok. 2-3 mm) są trudne do zmierzenia, gdyż impuls nadawczy i odbiorczy nakładają się
- Szorstkie lub wypukłe powierzchnie wymagają żelu sprzęgającego (żel ultradźwiękowy) dla dobrego przejścia dźwięku
- Stopy mieszane (np. cienki płaszcz złota na innym metalu) mogą w zależności od grubości warstwy dawać błędne sygnały
- Metoda nie zastępuje analizy fluorescencji rentgenowskiej (XRF) do dokładnego oznaczania próby
Przebieg profesjonalnego badania
- Oczyszczenie miejsc pomiaru (oleje i brud zakłócają przejście dźwięku)
- Naniesienie żelu sprzęgającego na głowicę i powierzchnię badania
- Kilka pomiarów w różnych miejscach przedmiotu (krawędzie, środek, rewers)
- Automatyczne porównanie z bazą materiałów lub ręczna ocena czasu przejścia
- Dokumentacja wyników; przy nieprawidłowościach połączenie z pomiarem gęstości lub XRF
Dla inwestorów prywatnych dostępne są kompaktowe urządzenia ręczne, które wyświetlają wynik pomiaru bezpośrednio jako "Złoto/Srebro: OK" lub "Odchylenie". Obsługa jest prosta, wymaga jednak spokojnego przyłożenia głowicy prostopadle do powierzchni. Nasze zestawienie metod sprawdzania autentyczności podsumowuje wszystkie popularne metody w porównaniu.
W skrócie
Badanie ultradźwiękowe to jedyna łatwa w obsłudze metoda, która niezawodnie wykrywa wypełnienia wolframowe w sztabkach złota, ponieważ bada wnętrze przedmiotu - nie tylko powierzchnię. Dla wielkoformatowych sztabek jest dlatego niezbędna i sensownie uzupełnia kontrolę masy i wymiarów.