Ultrazvučno Debljina: operativni načela, upute, proizvođači, mišljenja

Ultrazvučna mjerenja debljina nije destruktivan način određivanja širine jednostranom materijala. To je brz, pouzdan, svestran, i, za razliku od mikrometra ili čeljust, ne zahtijeva pristup s obje strane objekta. Prvi komercijalni senzori, koristeći princip sonar, pojavio u kasnim 1940-ih. Mali prijenosni uređaji, optimizirano za širok raspon primjena, postali su uobičajena u 1970. I inovacije u mikroprocesorske tehnologije doveli na novu razinu preciznosti, jednostavnosti i minijaturizacije.

Proizvodnja uređaja koji su uključeni u velikom broju poznatih tvrtki. Među njima - njemačka tvrtka Siemens, američki Dakota ultrazvuka, britanski Cygnus. U Rusiji, uređaji proizvedeni od strane tvrtke kao što su SPF „AKS” NPK „Beam”, SPC „MaksProfit” i drugi.

Što se može mjeriti?

Praktički bilo koji uobičajeni građevinski materijal može se mjeriti pomoću ultrazvuka. Ultrazvučni senzori može biti konfiguriran za metale, plastike, legura, stakla, keramike i stakla. Također je moguće mjerenje ekstrudiranog plastičnog i valjane u proizvodnom procesu - kao zasebne slojeve ili obloge, i višeslojne članci, tekućine i biološki uzorci. Druga operacija gdje je jednostavno potrebno ultrazvučni debljina, - određivanje debljine i strukture od betona, asfalta i kamena cigle. Takva mjerenja su gotovo uvijek ne-destruktivne i ne zahtijevaju rezanje ili demontaže objekta.

Materijali koje nisu prikladne za konvencionalne ultrazvučnog mjerenja zbog lošeg prijenosa visokofrekventnih valova, uključuju drvo, papir, betona i pjenastih proizvoda.

Kako mjeriti?

Zvuk energija može biti generiran preko širokog frekvencijskog spektra. Zvučni zvuk je u rasponu od 20 do 20 kHz. Što je viša frekvencija, to je veća percipirana ton. Energija višoj frekvenciji izvan ljudskog sluha, pod nazivom ultrazvuka. U većini slučajeva, ultrazvučni pregled provodi se u rasponu frekvencije od 500 kHz do 20 MHz, iako su neki specijalizirani alati dosegne 50 kHz ili 100 MHz. Bez obzira na frekvenciju, zvučni energija mehaničke vibracije koje se protežu u definiranom mediju, kao što je zrak ili čelika, u skladu s osnovnim zakonima fizike valova.

Za mjerenja koriste ultrazvučni mjerač debljine zida. Princip rada uređaja sastoji se u točno izračun pulsa male sonde (sonda) kroz mjerenje objekta, odražava svoju unutarnju plohu ili distalni zid. Budući da zvučni valovi reflektiraju od granice između različitih materijala, ova mjerna jedinica obično se izvodi s jedne strane, u „Puls / echo”.

Sonda sadrži piezoelektrični element koji se ekscitira s kratkim električnim impulsom za generiranje ultrazvučnih valova diskretne. Oni su poslani na izmjerenu materijala, i proći kroz njega sve dok ti lice stražnji zid ili drugu prepreku. Ogleda val se vraća na sonde koja pretvara mehanička vibracija u električnu energiju. U stvari, ultrazvučni debljine mjerila slušati odjeke sa suprotne strane. Tipično, vremenski interval između poslane i reflektiranog signala je samo nekoliko milijuntih sekunde. Uređaj unesene podatke o brzinu zvuka u materijal od kojeg se onda može izračunati debljinu pomoću jednostavnog matematički odnos: d = V t / 2, gdje je:

• d - debljina dijela;
• V - brzina zvuka;
• t - izmjereno vrijeme zvuka prolaz.

Važan parametar

Važno je napomenuti da je brzina zvuka u objektu koji se ispituje je bitan dio ovog proračuna. Različiti materijali prenosi zvučne valove drugačije. U pravilu, krutih tvari iznad njega i što u mekom - ispod. Osim toga, ona može značajno varirati od temperature. U isto vrijeme mora uvijek biti kalibrirani ultrazvučni debljina stakla za brzine u mjerenom materijala od kojeg izravno ovisi o točnosti čitanja.

Zvučni valovi u MHz kreću kroz zrak testirana loše, tako da se poboljša prijenos zvuka između emitera i uzorka nanese kap spojke tekućine. Tipično, couplant koristi glicerol, propilen glikol, voda, ulje i gel. Samo mala količina tekućine za popunjavanje iznimno tanak zračnog raspora.

načini mjerenja

Proizvođači ultrazvučni debljine mjerni vremenski interval energiju koja prolazi kroz uzorke na tri načina:

1. Interval između uzbude puls, koji generira zvuk valova i prvi vraća odjek minus mali pomak vrijednosti, offset kašnjenja u alatu i kabelsku konverter.
2. Vremenski razmak između odjecima vratio s površine uzorka i prvi ogleda odjeka.
3. Interval između dva uzastopna donjih odjeka.

Odabir obično diktira tip sonde i određene zahtjevima primjene. Prvi način koristi se sa senzorom za kontakt i preporučuje se za većinu aplikacija. Druga linija za kašnjenje je prisutan ili uronjen pretvarači primijenjene u konkavni i konveksni površine u zatvorenom prostoru, za mjerenje materijal koje se kreće ili visoke objekte temperature.

Treći način rada koristi linija za kašnjenje ili uranjanjem senzora i obično osigurava visoku točnost i najbolje debljine minimalno rezolucije. Obično se koristi kada su mjerenja kakvoće prvi ili drugi način nije zadovoljavajuća. Međutim, drugi način je prikladan samo za materijale koji proizvode više čist odjeke, u pravilu, s niskim prigušenje onom iz sitnozrnatog metala, stakla, keramike.

Dvije vrste uređaja

Ultrazvučni debljine mjerila obično se dijele u dvije vrste: koroziju i preciznost. Jedna od najvažnijih primjena je određivanje širine zaostalih metalnih stijenki cijevi, plovila, konstrukcijskih dijelova i posuda pod tlakom koje su podložne koroziji unutarnju i ne mogu biti vidljivi izvana. Debljina manometar, ultrazvučni korozije i namijenjeni su za tu svrhu. Oni koriste tehnike obrade signala koje su optimizirane za otkrivanje minimalne ostatne širine zida u grubo i zahrđale uzorke sa specijaliziranim senzora s dva elementa.

U drugim slučajevima, preporučuje korištenje preciznih instrumenata s jednog pretvarača - za metale, plastike, fiberglasa, kompozita, gume i keramike. Pomoću većeg broja senzora različitih preciznih uređaja, koji se može mjeriti s točnošću od ± 0,025 mm ili veće, što je više od korozije sondi.

Standardni ultrazvučni debljine mjerila se klasificiraju prema namjeni, stupnju automatizacije, zaštitu od izloženosti okoliša, otpornost na mehanička opterećenja, a također određuje njihove glavne indekse.

vrste pretvarača

• Kontakt pretvarači se koriste u izravnom dodiru s ispitnom uzorku. Mjerenja s njima lako, tako da se koristi češće.
• Pretvarači kašnjenje linija sadržavati plastični, epoksida ili kvarcni cilindar kao posrednik između aktivnog elementa i test objekt. Glavni razlog za njihovu upotrebu - Mjerenje tankih objekata, gdje je važno odvojiti uzbude impulse iz donje jeka. Kašnjenje linija može služiti kao toplinski izolator, zaštitna temperaturu osjetljiv detektor elementa od izravnog dodira s vrućim materijalom. Također, to može biti formirana, poboljšava prianjanje u oštrom konkavne ili konveksne površine.
• Podvodne pretvarači za napajanje akustičnu energiju na mjernom elementu u vodenoj kupelji ili stupac. Oni se koriste za mjerenje objekata u pokretu, za skeniranje ili optimizaciju povezivanjem u prisutnosti oštrih radijusom, žljebovima ili kanala.
• Pretvarači s dva elementa koriste se u korozivnim shirinomerah za određivanje širine objekata s grubim, korodiranog površine. Sastoji se od odvojenog elementa za odašiljanje i primanje instaliran pod blagim kutom na liniju kašnjenja fokusirati energiju na odabranom udaljenosti ispod površine mjerenom uzorku. Iako takva mjerenja nisu točni kao druge vrste senzora, oni obično daju znatno veću učinkovitost.

Ultrazvučno Debljina Gauge: instrukcije

Za pripremu za mjerenja sonde mora biti priključen na uređaj, uključite ga, postavite brzinu zvuka i kalibrirati. Da biste to učinili, nanesite malo kontaktnog materijala na kalibracijski standard, priključiti senzor i omogućiti način kalibracije. Ovaj postupak mora uvijek biti izvedena nakon zamjene pretvarača ili bateriju. Varijante poznatog debljine kalibracije i brzine zvuka.

Za mjerenja moraju se primijeniti na površinu objekta i da senzor sredstvom za kontakt. Rezultat je prikazan na zaslonu. Moguće je korištenje uređaja u modu za skeniranje, primjerice, tražiti najmanji debljini materijala. Također je moguće konfigurirati alarm za identifikaciju lokacije s veličinom zida manje od zadane vrijednosti.

Za mjerenje brzine zvuka treba mjeriti objekt čeljusti ili mikrometra, pridaju konverter i čekati rezultat. Postavljanjem prethodno izmjerena vrijednost, pritisnite gumb za spremanje podataka u memoriji. Neki uređaji omogućuju prijenos podataka na računalo.

Ultrazvučno Debljina: recenzije

Korisnici pozitivno ocijeniti kompaktnu veličinu, jednostavnost korištenja, pouzdanost, jednostavnost kalibracije modernih uređaja. Stručnjaci na umu odsutnost alternativa uređaja ove vrste, kada se ocjenjuje stanje automobila, kvalitetu izvedbe karoserije. Uređaj omogućuje da utvrdi da li se vozilo prefarbati i je li bio uključen u nesreći. Debljina, za koje nije potrebna couplant, kao i sposoban za obavljanje samo-kalibracije, su najpopularnije.

Materijal i raspon

Ultrazvučni debljina, čiji je princip se bira ovisno o sastavu, mjerno područje, geometrija, temperatura, zahtjeve za točnošću i drugih mogućih stanja, ponekad samo neophodan.

Materijal vrsta i opseg mjerenja su najvažniji faktori u uređaju za odabir i inverter. Mnoge tvari, uključujući većinu metala, keramike i stakla, ultrazvuk se izvodi vrlo učinkovito i omogućiti mjerenja u širokom rasponu. Većina plastike će apsorbirati energiju i stoga imaju ograničen maksimalni domet debljinu, ali u većini radnim situacijama mjerenje ne uzrokuje probleme. Guma, stakloplastike i mnogi kompozitni materijali apsorbiraju puno jači i zahtijevaju više odašiljače i prijamnike koji su optimizirani za rad na niskim frekvencijama.

Debljina određuje vrstu konvertera. Tanke objekti iskazuju se na visokim frekvencijama i debela ili prigušivanje - niska. Za vrlo tanke upotrijebljenih materijala linija za kašnjenje, iako su oni, kao i podvodni pretvarači ograničena debljine mjerenja zbog smetnji od multiple jeka. U slučaju širokih objekata ili predmeta koji se sastoji od nekoliko materijala mogu zahtijevati različite vrste senzora.

Zakrivljenost površine

Uz povećanje učinkovitosti zakrivljenosti dodirne površine između sonde i objekta koja se mjeri smanjena, međutim sa smanjenjem polumjer zakrivljenosti mora biti smanjena rezolucija senzora. Mjerenje vrlo malih radijusa može zahtijevati korištenje kašnjenja linije ili beskontaktnih potopne pretvarača. Oni se također može koristiti za mjerenja u utore, šupljina i drugim mjestima s ograničenim pristupom.

temperatura

Kontaktne sonde su općenito primjenjivi na objekt, na temperaturi od 50 ° C Još vruće materijali mogu oštetiti senzor zbog utjecaja toplinskog širenja. U takvim slučajevima, trebali biste uvijek koristiti pretvarače s linija za kašnjenje, otpornu na toplinu, visoke temperature ili uranjanja senzor s dva elementa.

U nekim slučajevima, s niskim akustička impedancija objekt (gustoća pomnožen brzine zvuka) je povezan s materijalom s visokim akustičke impedancije. Tipični primjeri - plastika, guma i stakleni sloj od čelika ili drugog metala, stakla i polimerni premaz. U ovom slučaju je odjek od granice između dva materijala će fazoinvertirovannym - obrnut u odnosu na odjek od granice sa zrakom. To se može ispraviti samo promjenom postavki uređaja, ali ako se ništa ne poduzme, onda čitanje će biti netočan.

greška

Točnost mjerenja utječe mnogo faktora, uključujući i provjeru ultrazvučnih debljine mjerila i njihove kalibracije, brzine ujednačenosti tvari, prigušenja i raspršenja zvuka, grubosti površine i površine zakrivljenosti, loše komunikacije i donje paralelizma. Točnost se najbolje postiže primjenom standarda poznate veličine. Uz pravilnu kalibraciju pogreške ultrazvučnog debljine ± 0,01 mm i čak ± 0,001 mm. linija za kašnjenje ili potapanja sonde u trećem načinu i poboljšati točnost mjerenja.