Ultrazvuková zkouška

Ultrazvuková zkouška představuje pokročilou nedestruktivní metodu testování pravosti a integrity mincí, slitků a numismatických předmětů pomocí vysokofrekvenčních zvukových vln o frekvenci nad 20 kHz. Tato technologie umožňuje odhalit vnitřní vady, dutiny a padělky bez jakéhokoliv poškození testovaného předmětu měřením rychlosti průchodu ultrazvuku materiálem. V numismatice a investování do drahých kovů je ultrazvuková zkouška cenným nástrojem pro ověření autenticity zejména u vzácných mincí a investičních slitků.

Historie

Principy ultrazvukového testování objevil francouzský fyzik Paul Langevin během první světové války při vývoji sonaru pro detekci ponorek. V roce 1917 vytvořil první praktický ultrazvukový měnič využívající piezoelektrický efekt křemene. Jeho technologie položila základ pro všechny moderní ultrazvukové aplikace včetně testování materiálů.

První průmyslové využití ultrazvuku pro testování kovů přišlo ve 30. letech 20. století, kdy německý fyzik Sergej Sokolov vyvinul metodu pro detekci trhlin v oceli. Jeho přístroj dokázal odhalit vady v kovovém materiálu do hloubky několika centimetrů. Během druhé světové války byla technologie zdokonalena pro kontrolu leteckých součástí a munice.

V numismatice se ultrazvuková zkouška začala používat až v 60. letech 20. století, nejprve ve velkých mincovnách a centrálních bankách. Švýcarská národní banka byla mezi prvními institucemi, které systematicky využívaly ultrazvuk pro ověřování zlatých slitků. Technologie umožnila odhalit sofistikované padělky s wolframovým jádrem, které měly stejnou váhu jako pravé zlato.

Významný pokrok přinesly 70. a 80. léta, kdy miniaturizace elektroniky umožnila vytvoření přenosných ultrazvukových testerů. Americká mincovna U.S. Mint začala v roce 1975 používat ultrazvukové testování pro kontrolu kvality proof ražeb a detekci vnitřních vad v pamětních mincích. Technologie se ukázala jako neocenitelná při odhalování sendvičových padělků - mincí s levným kovovým jádrem pokrytým tenkou vrstvou drahého kovu.

V 90. letech došlo k masovému rozšíření ultrazvukového testování mezi soukromé obchodníky s drahými kovy. Přístroje jako Sigmascope nebo GE USM se staly standardním vybavením numismatických domů a investičních společností. Rozvoj digitální technologie umožnil přesné měření rychlosti ultrazvuku s přesností na 0,1%, což výrazně zvýšilo spolehlivost detekce padělků.

Současná generace ultrazvukových testerů využívá fázované pole (phased array) sond a pokročilé algoritmy zpracování signálu. Od roku 2010 jsou dostupné přístroje schopné vytvořit 3D mapu vnitřní struktury mince nebo slitku. Technologie se stala nepostradatelnou zejména pro ověřování velkých investičních slitků, kde by destruktivní testování znamenalo značné finanční ztráty.

Pandemie COVID-19 a následný boom investic do drahých kovů v letech 2020-2021 vedl k prudkému nárůstu poptávky po ultrazvukových testerech. Čínští výrobci padělků reagovali vývojem sofistikovanějších kompozitních padělků, což vyžaduje neustálé zdokonalování detekčních metod. Moderní přístroje kombinují ultrazvuk s dalšími metodami jako rentgenová fluorescence nebo měření elektrické vodivosti.

Technické principy a použití

Ultrazvuková zkouška využívá princip měření rychlosti šíření zvuku různými materiály. Každý kov má charakteristickou akustickou rychlost - například ve zlatě se ultrazvuk šíří rychlostí 3 240 m/s, ve stříbře 3 650 m/s, zatímco ve wolframu 5 174 m/s. Přístroj vysílá ultrazvukové pulzy o frekvenci 2 až 10 MHz a měří čas jejich průchodu materiálem nebo odrazu od vnitřních rozhraní.

Pro testování mincí se používají dva základní režimy. Průchodový režim vyžaduje sondu na obou stranách předmětu a měří celkový čas průchodu signálu. Odrazový režim pracuje s jednou sondou a analyzuje echo odražené od zadní stěny nebo vnitřních nehomogenit. Moderní přístroje dokáží detekovat vady o velikosti 0,1 milimetru v hloubce až 100 milimetrů.

Kritickým faktorem je akustická vazba mezi sondou a testovaným předmětem. Používá se speciální gel nebo imerzní kapalina, která eliminuje vzduchovou mezeru. Pro cenné numismatické předměty se vyvíjejí bezkontaktní metody využívající laserový ultrazvuk nebo vzduchové vazby, které eliminují riziko poškození.

Interpretace výsledků vyžaduje zkušenost a znalost materiálů. Padělky s wolframovým jádrem se projeví výrazně vyšší rychlostí ultrazvuku. Dutiny nebo bubliny způsobí úplný odraz signálu. Laminované padělky vytvoří charakteristické echo na rozhraní vrstev. Moderní software automaticky porovnává naměřené hodnoty s databází referenčních vzorků.

Zajímavosti

• Největší odhalený padělků pomocí ultrazvuku byl 400uncový zlatý slitek s wolframovým jádrem v hodnotě 17 milionů korun v Hongkongu v roce 2012
• Ultrazvuk dokáže odhalit mikrotrhliny v mincích způsobené nesprávným zacházením, které nejsou viditelné pouhým okem
• Švýcarská rafinerie PAMP používá ultrazvukové "otisky prstů" - jedinečné akustické signatury každého slitku pro jeho identifikaci
• Nejdražší ultrazvukový tester pro numismatiku Olympus OmniScan X3 stojí přes 2 miliony korun
• V roce 2019 byl ultrazvukem odhalen padělek vzácného Double Eagle z roku 1933 s mosazným jádrem potaženým zlatem
• Čínští padělatelé experimentují s gradientními slitinami, které mají postupně se měnící složení pro oklamání ultrazvukových testerů