Ultrasonic Tykkelse: operative principper, instruktioner, producenter, anmeldelser

Ultrasonic tykkelse måling er ikke-destruktiv fremgangsmåde til bestemmelse af bredden af den ensidige materiale. Den er hurtig, pålidelig, alsidig, og i modsætning til den mikrometer eller caliper, kræver ikke adgang til begge sider af objektet. De første kommercielle sensorer, ved hjælp af princippet om sonar, dukkede op i slutningen af 1940'erne. Små bærbare enheder, der er optimeret til en bred vifte af applikationer, er blevet almindelige i 1970'erne. Og innovation i mikroprocessor-teknologi har ført til et nyt niveau af præcision, enkelhed og miniaturisering.

Produktion enheder, der er involveret i en lang række kendte virksomheder. Blandt dem - den tyske virksomhed Siemens, amerikansk Dakota Ultralyd, britisk Cygnus. I Rusland enhederne produceret af virksomheder som SPF "AKS" NPK "Beam", SPC "MaksProfit", og andre.

Hvad kan måles?

Praktisk taget enhver konventionel konstruktionsmateriale kan måles ved anvendelse af ultralyd. Ultralydssensorer kan konfigureres til metaller, plast, kompositmaterialer, glas, keramik og glas. Også mulige målinger af ekstruderede plast og rullet i fremstillingsprocessen - som adskilte lag eller overtræk, og flerlags artikler, væsker og biologiske prøver. En anden operation, hvor simpelthen nødvendigt ultralyd tykkelse, - bestemmelse af mursten tykkelse og strukturer af beton, asfalt og sten. Sådanne målinger er næsten altid ikke-destruktiv og kræver ingen opskæring eller adskillelse facilitet.

Materialer, der ikke er egnet til konventionel ultralydsmåling grundet dårlig transmission af højfrekvente bølger, indbefatter træ, papir, beton og opskummede produkter.

Sådan måler?

Lydenergi kan dannes over et bredt frekvensspektrum. En hørbar lyd er i området fra 20 til 20 kHz. Jo højere frekvens, jo højere den opfattede tone. Energien af en højere frekvens end den menneskelige hørelse, kaldet ultralyd. I de fleste tilfælde, ultralydsinspektion udføres i frekvensområdet fra 500 kHz til 20 MHz, selv om nogle specialiserede værktøjer når 50 kHz eller 100 MHz. Uanset hyppigheden, den soniske energi er mekaniske vibrationer strækker sig i et defineret medium, såsom luft eller stål i overensstemmelse med grundlæggende love for fysik bølger.

Til målinger ved hjælp af ultralyd vægtykkelse sporvidde. Det transporterende princip for indretningen består i den nøjagtige beregning af pulstransmissionstid af den lille sonde (transducer) gennem måleobjektet, afspejlede sin indre overflade eller den distale væg. Idet lydbølger reflekteres grænser mellem uens materialer, er denne måling udføres typisk med den ene hånd, i "puls / echo".

Transduceren omfatter et piezoelektrisk element, som er exciteret af en kort elektrisk impuls til at generere diskrete ultralydbølger. De sendes til den målte materiale, og passere gennem det, indtil du står over bagvæggen eller anden forhindring. Den reflekterede bølge vender tilbage til transduceren som konverterer de mekaniske vibrationer til elektrisk energi. Faktisk ultralyds tykkelsesmålere lytte efter ekkoer fra den modsatte side. Typisk er tidsintervallet mellem sendte og det reflekterede signal er kun nogle få milliontedele af et sekund. Indretningen indtastede data på lydhastigheden i det materiale, hvoraf den derefter kan beregne tykkelsen ved hjælp af en simpel matematisk forhold: d = Vt / 2, hvor:

• d - tykkelsen af delen;
• V - lydhastighed;
• t - målt tidspunkt, hvor støjen passage.

En vigtig parameter

Det er vigtigt at bemærke, at lydens hastighed i objektet, der undersøges, er en væsentlig del af denne beregning. Forskellige materialer overfører lydbølger forskelligt. Som regel de faste stoffer over det, og i den bløde - nedenfor. Desuden kan den variere betydeligt med temperaturen. Samtidig skal altid kalibreres ultralyds tykkelsesmålere for hastighed i det målte materiale, hvorfra direkte afhænger af nøjagtigheden af aflæsningerne.

Lydbølger i MHz spænder gennem luften testet dårligt, så at forbedre lydtransmissionen mellem emitteren og prøven anbringes en dråbe af væsken kobling. Typisk anvendte koblingsmiddel glycerol, propylenglycol, vand, olie og gel. Kun en lille mængde væske til at fylde meget tynde luftspalte.

måling tilstande

Producenter ultralyd tykkelse måler tidsintervallet den energi, der passerer gennem prøveemnet på tre måder:

1. Intervallet mellem excitation puls, som genererer en lydbølge, og den første returnering ekko minus en lille forskydning værdi, offset forsinkelse i værktøjet, og kabel-konverter.
2. Tidsintervallet mellem ekkoer returneret fra prøveoverfladen og den første reflekterede ekkoer.
3. Intervallet mellem to på hinanden følgende nederste ekkoer.

Valg normalt dikterer den type transducer, og specifikke krav til ansøgningen. Den første tilstand anvendes med en kontakt sensor og anbefales til de fleste anvendelser. Den anden forsinkelseslinie er tilstedeværende eller neddykkede transducere anvendt på de konkave og konvekse overflader i et lukket rum, til måling af en bevægende materiale eller temperatur objekter høje.

Det tredje mode udnytter også en forsinkelseslinie eller dykrørsfølere og sædvanligvis giver den højeste nøjagtighed og den bedste mindsteopløsning tykkelse. Typisk, når de kvalitetskrav målinger af den første eller anden tilstand er utilfredsstillende. Denne sidstnævnte tilstand er kun egnet til materialer, der producerer ren multiple ekkoer, som regel med en lav dæmpning som den for finkornet metaller, glas, keramik.

To typer af enheder

Ultrasoniske tykkelsesmålere er normalt opdelt i to typer: korrosion og præcision. En af de mest vigtige anvendelser er bestemmelsen af bredden af de resterende metalvægge rør, skibe, strukturelle komponenter og trykbeholdere som er genstand for indvendig korrosion og måske ikke er synlig udefra. Tykkelsesmåler, ultralyd korrosion og er udformet til dette formål. De bruger signalbehandlingsteknikker, der er optimeret til påvisning af minimal residual væg bredde i grove og rustne prøver med specialiserede to-elementsensorer.

I andre tilfælde er det anbefaler anvendelse af præcisionsinstrumenter med enkelte omformere - til metaller, plast, glasfiber, kompositter, gummi og keramik. Ved en flerhed af sensorer af forskellige præcisionsenheder, som kan måle med en nøjagtighed på ± 0,025 mm eller højere, hvilket er højere end de korrosion prober.

Standard ultralyd tykkelsesmålere klassificeres efter formål, grad af automatisering, beskyttelse mod eksponering for miljøet, modstandsdygtighed over for mekanisk belastning, og bestemmer også deres vigtigste indekser.

typer af omformere

• Kontakt transducere anvendes i direkte kontakt med testprøven. Målinger med dem let, så de anvendes oftere.
• Omformere forsinkelse linje omfatter plast, epoxy eller kvartscylinder som formidler mellem det aktive element og testobjektet. Den væsentligste årsag til deres brug - Måling af tynde genstande, hvor det er vigtigt at adskille ekscitationsimpulserne fra bunden ekko. Forsinkelseslinien kan tjene som en varmeisolator, beskytter temperaturfølsomme detektorelement mod direkte kontakt med varme materialer. Ligeledes kan det være dannet, forbedre grebet i skarp konkave eller konvekse overflader.
• Undervandsfartøjer transducere for forsyning akustisk energi til måleelementet anvendelse af et vandbad eller søjle. De anvendes til måling af bevægelige objekter, til scanning eller optimering af kobling i nærvær af skarpe radier, riller eller kanaler.
• Konvertere med to elementer anvendes i korroderende shirinomerah til bestemmelse af bredden af objekter med ru, den korroderede overflade. Den består af separate sende- og modtagende element installeret i en lille vinkel til forsinkelseslinien at fokusere energi ved en valgt afstand under overfladen af den målte prøve. Selvom sådanne målinger er ikke så nøjagtige som andre typer af sensorer, de normalt giver meget højere ydeevne.

Ultrasonic Tykkelse Gauge: instruktion

For at forberede måletransduceren skal forbindes til enheden, tænde den, indstille lydens hastighed og kalibrere. For at gøre dette, anvende en lidt af kontakten materiale på kalibreringen standarden, vedhæfte en sensor og aktivere kalibrering tilstand. Denne procedure skal altid udføres efter udskiftning af omformeren eller batteri. Varianter af kendt kalibrering tykkelse og lydhastighed.

For målinger skal påføres på overfladen af genstanden og at skabe kontakt agent sensor. Resultatet vises på skærmen. Muligt at bruge enheden i scan mode, for eksempel for at søge efter den mindste tykkelse af materialet. Det er også muligt at konfigurere en alarm til at identificere steder med en mur størrelse på mindre end den indstillede værdi.

Til måling af lydens hastighed skal måles objekt skydelære eller mikrometer, vedhæfte konverter og vente på resultatet. Ved at sætte den på forhånd målte værdi, skal du trykke på knappen for at gemme data i hukommelsen. Nogle enheder tillader dataoverførsel til en pc.

Ultrasonic Tykkelse: anmeldelser

Brugere positivt vurdere kompakt størrelse, brugervenlighed, pålidelighed, nem kalibrering af moderne udstyr. Eksperter Bemærk fraværet af alternativer til de enheder af denne type ved vurdering af tilstanden af biler, kvaliteten af udførelsen af karosseriet. Enheden gør det muligt at bestemme, om køretøjet er at genfremstille og om det var involveret i en ulykke. Tykkelse, for hvilke der ikke krævede koblingsmiddel, samt i stand til at udføre selv-kalibrering, der er mest populære.

Materiale og rækkevidde

Ultrasonic tykkelse, hvis princip er valgt afhængigt af sammensætningen, måleområde, geometri, temperatur, nøjagtighedskravene og andre eventuelle betingelser, undertiden blot uundværlig.

materialetype og omfanget af målingerne er de vigtigste faktorer i udvælgelsesindretningen og inverter. Mange stoffer, herunder de fleste metaller, keramik og glas, er en ultralyd udføres meget effektivt og giver mulighed for målinger i et bredt område. De fleste plastmaterialer vil absorbere energi og har derfor en begrænset maksimal tykkelsesområde, men i de fleste arbejdssituationer måling ikke forårsager problemer. Gummi, glasfiber og mange kompositmaterialer absorbere meget stærkere og kræver flere sendere og modtagere, der er optimeret til drift ved lave frekvenser.

Tykkelse bestemmer typen af konverteren. Tynde objekter måles ved høje frekvenser og tyk eller dæmpning - lav. Til meget tynde materialer, der anvendes forsinkelseslinie, selvom de, samt dykkede transducere er begrænset i tykkelsesmålinger på grund af interferens fra det multiple ekko. I tilfælde af brede genstande eller genstande, der består af flere materialer kan kræve forskellige typer sensorer.

Krumningen af overfladen

Med en stigning i effektiviteten af krumningen af kontaktfladen mellem transduceren og objektet, der skal måles, reduceres dog med aftagende krumningsradius skal nedsættes sensor opløsning. Målingen af meget små radier kan kræve anvendelse af forsinkelseslinier eller kontaktløse dykkede transducere. De kan også anvendes til målinger i riller, hulrum og andre steder med begrænset adgang.

temperatur

Kontakt transducere er generelt anvendelige til objektet ved en temperatur på 50 ° C. Mere varme materialer kan beskadige sensoren på grund af virkningen af termisk ekspansion. I sådanne tilfælde bør man altid bruge invertere med forsinkelseslinien, et varmebestandigt, høj temperatur eller opblanding sensor med to elementer.

I nogle tilfælde med lav akustisk impedans objekt (densitet ganget med lydhastighed) er forbundet med et materiale med en høj akustisk impedans. Typiske eksempler - plast, gummi og glas belægning af stål eller andre metaller, glas og polymer coating. I dette tilfælde ekkoet fra grænsen mellem de to materialer vil fazoinvertirovannym - spejlvendt i forhold til ekkoet fra grænsen med luft. Dette kan korrigeres ved blot at ændre indstillingerne for enheden, men hvis der ikke gøres noget, så læsning vil være unøjagtige.

fejl

Målenøjagtigheden påvirkes af mange faktorer, herunder kontrol af ultralyd tykkelsesmålere og deres kalibrering, hastighed ensartethed i stoffet, dæmpning og spredning af lyd, overfladeruhed og overfladekrumning, dårlig kommunikation og bund parallelitet. Præcision opnås bedst ved brug af standarder med kendt størrelse. Med korrekt kalibrering fejl ultralyds tykkelse på ± 0,01 mm og endda ± 0,001 mm. forsinkelseslinie eller nedsænkning transducere i det tredje mode også forbedre målenøjagtigheden.