Ultrasoniese Dikte: bedryfsbeginsels, instruksies, vervaardigers, resensies

Ultrasoniese dikte meting is nie-vernietigende metode vir die bepaling van die wydte van die eensydige materiaal. Dit is 'n vinnige, betroubare en veelsydige, en, in teenstelling met die mikrometer of caliper, het nie toegang tot beide kante van die voorwerp vereis. Die eerste kommersiële sensors, met behulp van die beginsel van sonar, verskyn in die laat 1940's. Klein draagbare toestelle, geskik vir 'n wye verskeidenheid van aansoeke, het alledaags in die 1970's geword. En innovasie in mikroverwerker tegnologie het gelei tot 'n nuwe vlak van akkuraatheid, eenvoud en miniaturisatie.

Produksie toerusting betrokke by 'n groot aantal bekende maatskappye. Onder hulle is - die Duitse maatskappy Siemens, Amerikaanse Dakota Sonics, Britse Cygnus. In Rusland, die toestelle wat deur maatskappye soos SPF "AKS" NPK "Beam", SPC "MaksProfit" en ander.

Wat kan gemeet word?

Bykans enige konvensionele konstruksie materiaal kan gemeet word met behulp van ultraklank. Ultrasoniese sensors kan ingestel word om metale, plastiek, samestellings, glas, keramiek en glas. Ook moontlik metings van uitgedrukte plastiek en gerol in die vervaardigingsproses - in teenstelling lae of 'n deklaag, en multilayer artikels, vloeistowwe en biologiese monsters. Nog 'n operasie waar net nodig ultrasoniese dikte, - bepaling van die baksteen dikte en strukture van beton, asfalt en rotse. Sulke metings is byna altyd nie-vernietigende en vereis geen sny of demontage fasiliteit.

Materiaal wat nie geskik is vir konvensionele ultrasoniese meting is as gevolg van swak oordrag van 'n hoë-frekwensie golwe, sluit in hout, papier, beton en skuim produkte.

Hoe om te meet?

Klank energie gegenereer kan word oor 'n wye frekwensiespektrum. 'N hoorbare klank is in die reeks 20-20 kHz. Hoe hoër die frekwensie, hoe hoër is die vermeende toon. Die energie van 'n hoër frekwensie as menslike verhoor, genoem ultraklank. In die meeste gevalle, ultrasoniese inspeksie is uitgevoer in die frekwensie van 500 kHz tot 20 MHz, hoewel sommige gespesialiseerde gereedskap 50 kHz of 100 MHz bereik. Ongeag die frekwensie, die sonic energie is meganiese vibrasies uitbreiding in 'n bepaalde medium, soos lug of staal, in ooreenstemming met die basiese wette van fisika golwe.

Vir metings met behulp van die ultrasoniese wanddikte meet. Die werksbeginsel van die toestel bestaan in die presiese berekening van pols transit tyd van die klein sonde (transducer) deur die meting voorwerp, weerspieël sy binneste oppervlak of die distale muur. Sedert klankgolwe reflekteer af grense tussen uiteenlopende materiale, is hierdie meting tipies uitgevoer word met een hand, in die "pols / eggo".

Die transducer bestaan uit 'n piëzo element wat opgewonde oor 'n kort elektriese pols tot diskrete ultrasoniese golwe genereer. Hulle is gestuur om die gemete materiaal, en daar deurgaan nie totdat jy die agterste muur of ander hindernis in die gesig staar. Die weerspieël golf terug na die transducer wat die meganiese vibrasies in elektriese energie omskakel. Trouens, ultrasoniese dikte meters luister vir eggo van die teenoorgestelde kant. Tipies, die tyd interval tussen die gestuur word en die weerkaatste sein is slegs 'n paar miljoen dele van 'n sekonde. Die toestel ingevoer data op die klank snelheid in die materiaal waaruit dit dan die dikte kan bereken deur gebruik te maak van 'n eenvoudige wiskundige verhouding: d = V t / 2, waar:

• d - die dikte van die gedeelte;
• V - snelheid van klank;
• t - gemeet tyd van die klank gang.

'N belangrike parameter

Dit is belangrik om daarop te let dat die spoed van klank in die voorwerp wat bestudeer is 'n noodsaaklike deel van hierdie berekening. Verskillende materiale stuur klankgolwe anders. As 'n reël, die vaste stowwe bo dit, en in die sagte - hieronder. Daarbenewens kan dit aansienlik wissel met temperatuur. Terselfdertyd moet altyd gekalibreer ultrasoniese dikte meters vir spoed in die gemete materiaal, waaruit direk afhanklik van die akkuraatheid van die lesings.

Klankgolwe in die MHz wissel deur die lug sleg getoets, so na die klank-oordrag tussen die emittor en die monster te verbeter is geplaas om 'n druppel van die vloeistofkoppeling. Tipies, die couplant gebruik gliserol, propyleengly, water, olie en gel. Slegs 'n klein hoeveelheid vloeistof om die uiters dun lug gaping te vul.

meting modes

Vervaardigers ultrasoniese dikte meet tyd interval die energie wat deur die toets model in drie maniere:

1. Die interval tussen die opwekking pols, wat 'n klankgolf en die eerste terugkeer eggo minus 'n klein verreken waarde, die geneutraliseer vertraging in die instrument, en kabel converter genereer.
2. Die tyd interval tussen die eggo terug van die monster oppervlak en die eerste weerspieël eggo.
3. Die interval tussen twee opeenvolgende onderkant eggo.

gewoonlik kies dikteer die tipe van sensor, en spesifieke vereistes aansoek. Die eerste wyse gebruik word met 'n kontak sensor en word aanbeveel vir die meeste aansoeke. Die tweede vertraging lyn is teenwoordig of gedompel opnemers toegepas op die hol en konveks oppervlaktes in 'n geslote ruimte, vir die meet van 'n bewegende materiaal of 'n hoë temperatuur voorwerpe.

Die derde modus gebruik ook 'n vertraging lyn of onderdompeling sensors en bied gewoonlik 'n hoë akkuraatheid en die beste minimum resolusie dikte. Tipies gebruik wanneer die kwaliteit metings van die eerste of tweede modus is onbevredigend. Maar laasgenoemde modus is slegs geskik vir materiaal wat skoon verskeie eggo produseer, as 'n reël, met 'n lae demping as dié van fyn grein metale, glas, keramiek.

Twee tipes toestelle

Ultrasoniese dikte meters word gewoonlik verdeel in twee tipes: roes en presisie. Een van die belangrikste programme is die bepaling van die wydte van die oorblywende metaal mure van pype, skepe, strukturele komponente en druk voorwerpe wat onderhewig aan interne roes is en mag nie sigbaar wees van buite. Dikte meet, ultrasoniese roes en is ontwerp vir hierdie doel. Hulle gebruik seinverwerking tegnieke wat geskik vir die opsporing van 'n minimale oorblywende muur breedte in growwe en geroes monsters met gespesialiseerde twee-element sensors.

In ander gevalle is dit beveel die gebruik van presisie instrumente met 'n enkele omsetters - vir metale, plastiek, veselglas, samestellings, rubber en keramiek. Deur 'n pluraliteit van sensors van verskeie presisie toerusting, wat kan meet met 'n akkuraatheid van ± 0025 mm of hoër, wat hoër is as die roes probes.

Standard ultrasoniese dikte meters word geklassifiseer deur doel, graad van outomatisasie, beskerming teen blootstelling aan die omgewing, weerstand teen meganiese spanning, en bepaal ook hul belangrikste indekse.

tipes omsetters

• Kontak opnemers gebruik word in direkte kontak met die toetsmonster. Metings met hulle maklik, sodat hulle meer dikwels gebruik.
• Converters vertraging lyn bestaan plastiek, epoxy of kwarts silinder as 'n tussenganger tussen die aktiewe element en die toets voorwerp. Die hoofrede vir die gebruik daarvan - Meting van dun voorwerpe, waar dit belangrik is om die opwekking polse te skei van die onderkant eggo. Die vertraging lyn kan dien as 'n hitte-isolator, temperatuur sensitief detector element beskerm teen direkte kontak met warm materiaal. Ook, kan dit gevorm word, die verbetering van greep in skerp konkaaf of konveks oppervlaktes.
• Dompelpomp opnemers vir die verskaffing van akoestiese energie tot die meting element met behulp van 'n water bad of kolom. Hulle word gebruik vir meting van bewegende voorwerpe, vir skandering of optimalisering van koppeling in die teenwoordigheid van skerp strale, groewe of kanale.
• Converters met twee elemente word gebruik in korrosiewe shirinomerah vir die bepaling van die wydte van voorwerpe met ruwe, die verweerde oppervlak. Dit bestaan uit afsonderlike oordrag en ontvangs element geïnstalleer op 'n effense hoek om die vertraging lyn om die energie te fokus op 'n geselekteerde afstand onder die oppervlak van die gemeet monster. Hoewel sulke afmetings is nie so akkuraat as ander vorme van sensors, wat hulle lewer gewoonlik veel hoër prestasie.

Ultrasoniese Dikte Gauge: instruksie

Voor te berei vir die meting transducer moet verbind word aan die toestel, draai dit op, stel die spoed van klank en kalibreer. Om dit te doen, moet 'n bietjie van die kontak materiaal op die kalibrasie standaard, heg 'n sensor en in staat stel kalibrasie modus. Hierdie proses moet altyd uitgevoer word na die vervanging van die inverter of battery. Variante van bekende kalibrasie dikte en spoed van klank.

Vir metings moet toegepas word op die oppervlak van die voorwerp en om kontak agent sensor maak. Die resultaat is vertoon op die skerm. Moontlik om die toestel te gebruik in die scan modus, byvoorbeeld, om te soek na die kleinste dikte van die materiaal. Dit is ook moontlik om 'n alarm om plekke met 'n muur grootte van minder as die vasgestelde waarde te identifiseer instel.

Vir die meet van die spoed van klank word gemeet voorwerp caliper of mikrometer, heg converter en wag vir die uitslag. Deur die oprigting van die pre-gemeet waarde, druk die knoppie om data in die geheue te red. Sommige toestelle toelaat data oordrag na 'n rekenaar.

Ultrasoniese Dikte: resensies

Gebruikers positief beoordeel kompakte grootte, gemak van gebruik, betroubaarheid, gemak van kalibrasie van die moderne toestelle. Kenners let op die afwesigheid van alternatiewe vir die toestelle van hierdie tipe wanneer die evaluering van die toestand van die motor, die kwaliteit van werkverrigting van die bakwerk. Die toestel maak dit moontlik om te bepaal of die voertuig is om te verf en of dit was betrokke in 'n ongeluk. Dik, waarvoor geen vereiste couplant, sowel as in staat om uit te self-kalibrasie voer, is die mees gewilde.

Materiaal en verskeidenheid

Ultrasoniese dikte, die beginsel van wat gekies word na gelang van die samestelling, meet reeks, meetkunde, temperatuur, die akkuraatheid vereistes en ander moontlike voorwaardes, soms eenvoudig onontbeerlik.

materiaal tipe en omvang van metings is die belangrikste faktore in die keuse toestel en inverter. Baie stowwe, insluitend die meeste metale, keramiek en glas, is 'n ultraklank baie effektief uitgevoer word en voorsiening te maak vir metings in 'n wye verskeidenheid. Die meeste plastiek sal energie absorbeer en dus 'n beperkte maksimum dikte reeks, maar in die meeste werksituasies meting nie probleme veroorsaak. Rubber, veselglas en baie saamgestelde materiale absorbeer baie sterker en vereis meer senders en ontvangers wat geoptimiseer vir 'n operasie teen 'n lae frekwensies.

Dikte bepaal die tipe van die converter. Dun voorwerpe word gemeet teen hoë frekwensies en dik of demping - laag. Vir baie dun materiaal wat gebruik vertraging lyn, al is hulle, sowel as dompelpomp opnemers in dikte metings is beperk as gevolg van inmenging van die veelvuldige eggo. In die geval van groot voorwerpe of items wat bestaan uit verskeie materiale kan verskillende tipes van sensors vereis.

Die kurwe van die oppervlak

Met 'n toename in die doeltreffendheid van kromming van die kontak oppervlak tussen die transducer en die voorwerp wat gemeet word verminder, maar met dalende krommingstraal moet verlaag sensor resolusie. Die meting van baie klein radius kan die gebruik van die vertraging lyne of kontak dompelpomp opnemers vereis. Hulle kan ook gebruik word vir metings in groewe, holtes en ander plekke met beperkte toegang.

temperatuur

Kontak opnemers is oor die algemeen van toepassing op die voorwerp teen 'n temperatuur van 50 ° C. Meer warm materiaal kan die sensor skade as gevolg van die effek van termiese uitsetting. In sulke gevalle, moet jy altyd gebruik omsetters met vertraging lyn, 'n hittebestande, hoë temperatuur of onderdompeling sensor met twee elemente.

In sommige gevalle, met 'n lae akoestiese impedansie voorwerp (digtheid vermenigvuldig met snelheid van klank) is in verband met 'n materiaal met 'n hoë akoestiese impedansie. Tipiese voorbeelde - die plastiek, rubber en glas deklaag van staal of ander metale, glas en polimeriese coating. In hierdie geval is die eggo van die grens tussen die twee materiale sal fazoinvertirovannym - omgekeerde ten opsigte van die eggo van die grens met lug. Dit kan reggestel word deur bloot die instellings van die toestel verander, maar as niks gedoen word, dan sal die lesing verkeerd wees.

fout

Die akkuraatheid meting word beïnvloed deur verskeie faktore, insluitend die verifikasie van ultrasoniese dikte meters en hul kalibrasie, snelheid eenvormigheid in die stof, verswakking en verstrooiing van klank, oppervlak grof en oppervlak kromming, swak kommunikasie en onderste parallelisme. Akkuraatheid is die beste bereik met behulp van die standaarde van bekende grootte. Met behoorlike kalibrasie fout ultrasoniese dikte van ± 0,01 mm en selfs ± 0001 mm. vertraging lyn of onderdompeling opnemers in die derde modus verbeter ook die meting akkuraatheid.