Ултразвучно Дебелина: оперативни принципи, упатства, производители, осврти

мерење на дебелина Ултразвукова е не-деструктивни метод за одредување на ширината на еден-страно материјал. Тоа е брз, сигурен, разновиден, и, за разлика од микрометар или дебеломер, не бара пристап до двете страни на објектот. Првиот комерцијален сензори, со користење на принципот на хидролокатор, се појави во доцните 1940-ти. Мали преносни уреди, оптимизиран за широк спектар на апликации, станаа вообичаени во 1970-тите. И иновации во микропроцесор технологијата доведоа до ново ниво на прецизност, едноставност и минијатуризацијата.

Производство на уреди кои се вклучени во голем број на познати компании. Меѓу нив - на германската компанија Сименс, американски Дакота ултразвук, британскиот Лебед. Во Русија, на уреди произведени од компании како заштитен фактор "AKS" НПК "зрак", СПЦ "MaksProfit" и други.

Што може да се мери?

Практично било која конвенционална градежен материјал може да се мери со помош на ултразвук. Ултразвучни сензори може да биде конфигуриран да се метали, пластика, композити, стакло, керамика и стакло. Исто така е можно мерења на екструдирани пластика и дојдов во процесот на производство - како различни слоеви или облоги, и повеќеслојни членовите, течности и биолошки примероци. Друга работа, при што едноставно е потребно ултразвучни дебелина, - одредување на дебелина на тули и структури на бетон, асфалт и карпи. Таквите мерења се речиси секогаш не-деструктивни и не бараат сечење или расклопување објект.

Материјали кои не се погодни за конвенционалните ултразвучно мерење поради лошата пренос на висока фреквенција бранови, вклучуваат дрво, хартија, бетон и foamed производи.

Како да се измери?

Енергијата на звукот може да бидат генерирани во текот на еден широк спектар на фреквенции. Звучен звукот е во опсег од 20-20 kHz. Толку поголема фреквенција, толку поголема согледува тон. Енергијата на повисока фреквенција надвор од човековиот слух, наречен ултразвук. Во повеќето случаи, ултразвучен преглед се врши во фреквентен опсег од 500 kHz до 20 MHz, иако некои специјализирани алатки достигне 50 kHz или 100 MHz. Без оглед на фреквенција, Sonic енергија е механички вибрации се протега во определен медиум, како што се воздухот или челик, во согласност со основните закони на физиката бранови.

За мерење користење на ултразвучни мерач на дебелина на ѕид. Принципот на работа на уредот се состои во точно пресметување на пулсот транзит време на малите сонда (конверторот) преку објект на мерењето, се гледа нејзината внатрешна површина или дисталните ѕид. Од звучни бранови се рефлектираат од границите помеѓу различните материјали, ова мерење обично се изведува со една рака, во "пулсот / ехо".

На transducer се состои од Пиезоелектрични елемент кој е возбуден од страна на краток електричен пулс да генерира дискретни ултразвучни бранови. Тие се испратени на измерените материјал, и да помине низ него, додека не се соочи со задниот ѕид или друга пречка. Се гледа бран се враќа на Трансдуцерот кој го претвора механички вибрации во електрична енергија. Всушност, ултразвучни мерачи на дебелина слуша за одгласи од спротивната страна. Типично, временскиот интервал помеѓу испратена и се гледа сигнал е само неколку милионити дел од секунда. Уредот внесените податоци на звукот брзина во материјалот од кој потоа може да се пресмета дебелина со користење на едноставни математички однос: d = V t / 2, каде што:

• d - дебелина на дел;
• V - брзина на звук;
• t - мери времето на звук премин.

Важен параметар

Тоа е важно да се напомене дека брзината на звукот во објектот во студијата е суштински дел од оваа пресметка. Различни материјали пренесува звук бранови поинаку. Како по правило, на цврсти материи над него, и во мека - подолу. Покрај тоа, таа може да варира значително со температурата. Во исто време, секогаш треба да се калибрира ултразвучни мерачи на дебелина за брзина во измерените материјал, од кои директно зависи од точноста на читања.

Звучните бранови во MHz се движат низ воздухот тестираат лошо, така да се подобри пренос на звук помеѓу емитер и примерокот се става капка спојување на течноста. Типично, couplant користи глицерол, пропилен гликол, вода, масло и гел. Само мала количина на течност за да се пополни исклучително тенок воздух јаз.

начини на мерење

Производителите ултразвучни за мерење дебелина временски интервал на енергија поминува низ примерок на тест во три начини:

1. Интервалот помеѓу пулсот на побудување, која генерира звук бран и првиот враќање ехо минус еден мал офсет вредност, надомести доцнењето на алатката, и кабел конвертор.
2. Временскиот интервал помеѓу ехо се врати од површината на примерокот и првиот гледа одекнува.
3. Интервалот меѓу две последователни дното одекнува.

Изборот обично диктира типот на конверторот, и специфични барања апликација. Првиот начин се користи со сензор за контакт и се препорачува за повеќето апликации. секунда задоцнување линија е присутна или потопени трансформери применува на конкавна и конвексни површини во затворен простор, за мерење на подвижни материјал или висока температура објекти.

Третиот начин, исто така, користи задоцнување линија или потопување сензори и обично обезбедува висока точност и најдобрите дебелина минимална резолуција. Обично се користи кога мерења на квалитетот на првата или втората режим е незадоволителен. Сепак, таа опција е погодна само за материјали кои произведуваат чиста повеќе еха, како по правило, со ниска амортизација како онаа на ситно-грануларен метали, стакло, керамика.

Два типа на уреди

Ултразвучни дебелина мерачи обично се поделени во два вида: на корозија и прецизност. Еден од најважните апликации што е одредување на ширината на остаток метални ѕидови на цевки, садови, структурни компоненти и садови под притисок кои се предмет на внатрешна корозија и може да не се видливи од надвор. Дебелина мерач, ултразвучни корозија и се наменети за оваа цел. Тие користат техники за обработка на сигналот, кои се оптимизирани за откривање на минимална ширина остаток на ѕидот во груб и 'рѓосано примероци со специјализирани две елемент сензори.

Во други случаи, се препорачува употреба на прецизни инструменти со еден конвертори - за метали, пластика, фиберглас, композити, гума и керамика. Со мноштво сензори на различни прецизност уреди, кои може да се мери со точност од ± 0,025 mm или повеќе, што е повисоко од сонди на корозија.

Стандардна ултразвучни мерачи на дебелина се класифицирани од страна на целта, степен на автоматизација, заштита од изложеност на животната средина, отпорност на механички стрес, а исто така го одредува нивните главни индекси.

типа на конвертори

• Контакт трансформери се користат во директен контакт со испитната мостра. Мерењата со нив лесно, па тие се користат почесто.
• Конвертори одложување линија состојат од пластика, епоксидни или кварц цилиндар како посредник помеѓу активниот елемент и објектот на тестот. Главната причина за нивната употреба - Мерење на тенки предмети, каде што е важно да се подели на побудување пулсира од дното ехо. линија одложување може да служи како изолатор на топлина, заштита на температурата елемент чувствителен детектор од директен контакт со жешки материјали. Исто така, тоа може да се формираат, подобрување зафат во остар конкавни или конвексни површини.
• Потопна трансформери за снабдување на акустична енергија до мерниот елемент со помош на водена бања или колона. Тие се користат за мерење на објектите кои се движат, за скенирање или оптимизација на спојување во присуство на остри радиуси, жлебови или канали.
• Конвертори со два елементи се користат во корозивни shirinomerah за одредување на ширината на предмети со груб, кородиран површина. Се состои од посебна пренесување и инсталиран во мал агол одложување линија добивањето на елемент за да се фокусира на енергија во избраната далечина под површината на измерените примерок. Иако ваквите мерења не се точни, како и други видови на сензори, тие обично се обезбеди многу повисоки перформанси.

Ултразвучно Дебелина Мерач: настава

Да се подготват за Трансдуцерот мерење мора да биде поврзан со уредот, вклучете го, во собата на брзината на звукот и калибрирање. Да го направите ова, ќе се применуваат малку на контакт материјал на стандард за калибрација, се закачите на сензорот и да им овозможи на владата калибрација. Оваа постапка мора секогаш да се врши по замена на инверторот или батеријата. Варијанти на познати дебелина калибрација и брзината на звукот.

За мерењата треба да се применува на површината на објектот и да се направи контакт сензорот агент. Резултатот се прикажува на екранот. Може да се користи уредот во режим на скенирање, на пример, за да побарате најмалата дебелина на материјалот. Исто така е можно за да го конфигурирате аларм за да се идентификуваат локации со големина на ѕидот на помалку од наместената вредност.

За мерење на брзината на звукот се мери објект дебеломер или микрометар, приложете конвертор и да чекаат за резултатот. Со поставување на претходно измерената вредност, притиснете го копчето за да ја зачувате податоци во меморијата. Некои уреди овозможуваат пренос на податоци на компјутер.

Ултразвучно Дебелина: рецензии

Корисниците позитивно оцени компактна големина, едноставноста за користење, сигурноста, лесни за калибрација на современи уреди. Експертите наведуваат отсуството на алтернативи на уреди од овој тип при проценката на состојбата на автомобили, на квалитетот на работата на каросеријата. Уредот го прави можно да се утврди дали возилото има да се преслика и дали тој бил вмешан во сообраќајна несреќа. Дебелина, за кои не постои потребната couplant, како и способен за извршување на авто-калибрација, се најкористени.

Материјал и опсег

ултразвучни дебелина, принципот на кој е избран во зависност од составот, мерен опсег, геометрија, температура, барањата за точноста и други можни услови, понекогаш едноставно незаменлив.

материјал видот и степенот на мерења се најважните фактори во уредот за селекција и инвертер. Многу супстанции, вклучувајќи ги повеќето метали, керамика и стакло, со ултразвук се врши многу ефикасно и ќе ви овозможи за мерења во широк спектар. Повеќето пластика ќе ја апсорбира енергија и поради тоа имаат ограничен максимален опсег дебелина, но во повеќето ситуации работа мерење не предизвикува проблеми. Гума, фиберглас и многу композитни материјали апсорбира многу посилни и бараат повеќе предаватели и приемници кои се оптимизирани за работа при ниски фреквенции.

Дебелина одредува видот на конверторот. Тенки предмети се мерат по високи фреквенции и дебели или амортизацијата - ниска. За многу тенки материјали кои се користат одложување линија, иако тие, како и потопни трансформери се ограничени во дебелина мерења поради пречки од повеќе ехо. Во случај на широк предмети или предмети се состои од неколку материјали може да бараат различни типови на сензори.

Искривување на површината

Со зголемување на ефикасноста на искривување на контактната површина помеѓу конвертор и објектот треба да се мери е намалена, но со намалување на радиус на заоблување мора да се намали резолуција сензорот. Мерење на многу мали радиуси може да бара употреба на доцнење линии или безконтактна потопни трансформери. Тие, исто така може да се користи за мерење на жлебови, кариес и други места со ограничен пристап.

температура

Контакт трансформери се генерално применливи на објектот на температура од 50 ° C Повеќе топла материјали може да го оштетат сензорот заради ефектот на термичка експанзија. Во такви случаи, секогаш треба да се користи инвертори со задоцнување линија, отпорни на топлина, висока температура или потопување сензор со два елементи.

Во некои случаи, со ниска акустична импеданса објект (густина помножена со брзината на звукот) е поврзан со материјал со висок акустична импеданса. Типични примери - пластика, гума и стакло слој на челик или други метали, стакло и полимерни слој. Во овој случај на ехо од границата меѓу двете материјали ќе fazoinvertirovannym - превртена во однос на ехо од границата со воздух. Ова може да се коригира со едноставно менување на поставките на уредот, но ако ништо не е направено, тогаш читање ќе биде неточни.

грешка

точност на мерење е под влијание на многу фактори, вклучувајќи ја и проверката на ултразвучни мерачи на дебелина и нивните калибрација, униформност брзина во суштината, слабеењето и расипување на звук, површина грубост и површина искривување, слаба комуникација и на дното паралелизам. Точност најдобро се постигнува со стандардите на познати големина. Со соодветна грешка калибрација ултразвучни дебелина од ± 0,01 мм и дури ± 0,001 mm. доцнење линија или потопување трансформери во третиот режим, исто така, да се подобри точноста на мерењето.