Ultrazvučni Debljina: princip rada, upute, proizvođači, recenzije

debljina Ultrazvučno mjerenje je nerazorna metoda za određivanje širine jednostrano materijala. To je brz, pouzdan, svestran, i, za razliku od mikrometar ili čeljusti, ne zahtijeva pristup obje strane objekta. Prvi komercijalni senzore, po principu sonara, pojavio u kasnim 1940-ih. Mali prijenosni uređaji, optimiziran za širok spektar aplikacija, postali su uobičajena pojava u 1970. I inovacija u mikroprocesor tehnologiju doveli na novu razinu preciznosti, jednostavnosti i minijaturizacije.

Proizvodnja uređaja uključena u veliki broj poznatih kompanija. Među njima - njemačke kompanije Siemens, američki Dakota Ultrazvuk, britanski Cygnus. U Rusiji, uređaji u produkciji kompanije kao što su SPF "AKS" NPK "Beam", SPC "MaksProfit" i druge.

Ono što se može mjeriti?

Praktično bilo koji konvencionalni građevinski materijal može se mjeriti pomoću ultrazvuka. Ultrazvučnih senzora može biti konfiguriran za metale, plastiku, kompozitnih materijala, stakla, keramike i stakla. Moguća mjerenja ekstrudiranih plastike i valjane u proizvodnom procesu - za razliku slojeva ili premaza, i višeslojne članke, tečnosti i bioloških uzoraka. Još jednu operaciju gdje jednostavno potrebno ultrazvučno debljinu, - određivanje debljine i strukture betona, asfalta i kamenje opeke. Takva mjerenja su gotovo uvijek ne-destruktivne i ne zahtevaju rezanje ili rastavljanje postrojenja.

Materijali koji nisu pogodni za konvencionalne ultrazvučno mjerenje zbog loše prijenos visokih frekvencija talasa, uključuju drvo, papir, betona i pjenasti proizvodi.

Kako mjeriti?

Zvučne energije može biti generiran u širokom spektru frekvencija. Zvučni zvuk u rasponu od 20 do 20 kHz. Što je veća frekvencija, to je veća percipiraju ton. Energija je veća učestalost izvan ljudskog sluha, pod nazivom ultrazvuk. U većini slučajeva, ultrazvučno pregled se obavlja u frekventnom opsegu od 500 kHz do 20 MHz, iako su neki specijaliziranih alata dostiže 50 kHz ili 100 MHz. Bez obzira na frekvenciju, zvučni energija mehaničkih vibracija proširuje u definisanom mediju, kao što su klima ili čelika, u skladu sa osnovnim zakonima fizike valova.

Za mjerenje pomoću ultrazvučnih debljina zida mjerilo. Princip rada uređaja se sastoji u tačan obračun impulsa vrijeme prolaza male sonde (sonde) kroz mjerenje objekata, ogleda svoje unutrašnje površine ili distalni zid. Od zvuk valova odražavaju off granice između različitih materijala, ovo mjerenje se obično obavlja jednom rukom, u "puls / echo".

Sonda sadrži piezoelektrični element koji je uzbuđen kratkim električni impuls generirati diskretne ultrazvučnih valova. Oni se šalju izmjerene materijala i proći kroz njega dok se ne suoči sa zadnjeg zida ili drugih prepreka. Reflektiranog vala vraća na pretvarač koji pretvara mehaničke vibracije u električnu energiju. U stvari, ultrazvučno mjerači debljine slušati za eho sa suprotne strane. Tipično, vremenski interval između poslanih i signal ogleda je samo nekoliko milionitih sekunde. Uređaj unose podaci o zvuk brzine u materijal od kojeg se onda može izračunati debljinu pomoću jednostavne matematičke odnosa: D = V t / 2, pri čemu:

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

Važan parametar

Važno je napomenuti da je brzina zvuka u objektu pod studija je bitan dio ovog proračuna. Različiti materijali prenese zvuk valova drugačije. Kao po pravilu, čvrste materije iznad njega, au soft - ispod. Osim toga, to može znatno varirati s temperaturom. Istovremeno, uvijek mora biti kalibriran ultrazvučno mjerenje debljine za brzinu u mjerenu materijala, od kojih direktno zavisi od tačnosti očitavanja.

Zvučni valovi u MHz kreću kroz zrak testirani loše, tako da se poboljša prenos zvuka između emitera i uzorak se stavlja kap tečnosti spojnice. Tipično, couplant koristi glicerol, propilen glikol, vodu, ulje i gel. Samo mala količina tekućine da popuni prazninu izuzetno ničega.

načina mjerenja

Proizvođači ultrazvučnih merenje debljine vremenski interval energija prolazi kroz test uzorak na tri načina:

1. Interval između impulsa pobude, što stvara zvuk talasa i prvi vraća odjek minus mali pomak vrijednosti, offset kašnjenje u alat, i kabel konverter.
2. Vremenski interval između odjeke vratio sa površine uzorka i prvi ogleda odjeke.
3. Interval između dva uzastopna dna odjeke.

Izbor obično diktira vrstu sonde, i specifične zahtjeve primjene. Prvi režim se koristi sa senzorom kontakt i preporučuje se za većinu aplikacija. Drugi linija za kašnjenje je prisutan ili potopljenih pretvarača primjenjuje na konkavne i konveksne površine u zatvorenom prostoru, za mjerenje u pokretu materijala ili visoke temperature objektima.

Treći način rada također koristi linija za kašnjenje ili potapanjem senzora i obično pruža visoku preciznost i najbolja debljina rezoluciju minimum. Obično se koristi kada se mjerenja kvaliteta prvi ili drugi mod je nezadovoljavajuće. Međutim, ovaj drugi mod je prikladan samo za materijale koji proizvode čistu više odjeci, po pravilu, sa niskim damping kao da je od sitnozrnog metala, stakla, keramike.

Dvije vrste uređaja

debljina Ultrazvučni instrumenti su obično podijeljeni u dvije vrste: koroziju i preciznosti. Jedan od najvažnijih aplikacija je određivanje širine preostale metalne zidove cijevi, posude, strukturne komponente i posuda pod pritiskom koji su predmet unutrašnje korozije i možda neće biti vidljiv izvana. Debljina mjerilo, ultrazvučno korozije i dizajnirani su za tu svrhu. Oni koriste tehnike obrade signala koji su optimizirani za detekciju minimalne rezidualne širine zida grube i zarđali uzoraka sa specijalizovanim senzora dva elementa.

U drugim slučajevima, preporučuje upotrebu preciznih instrumenata sa jednim pretvaračima - za metale, plastiku, fiberglasa, kompozita, gume i keramike. Po pluralnost senzora različitih preciznosti uređaja, koji mogu mjeriti s preciznošću od ± 0,025 mm ili više, što je više od korozije sonde.

Standard ultrazvučnog mjerača debljine su klasifikovani po namjeni, stupanj automatizacije, zaštita od izloženosti okoline, otpornost na mehanički stres, ali i određuje njihova glavna indeksa.

vrste pretvarača

• Kontakt pretvarači se koriste u direktnom kontaktu sa test uzorak. Mjerenja s njima lako, pa se koriste češće.
• Konverteri linija za kašnjenje čine plastika, epoksi ili kvarca cilindar kao posrednik između aktivnog elementa i test objekta. Glavni razlog za njihovu upotrebu - Mjerenje tanke objekata, gdje je važno da se odvoje uzbude impulse iz dna odjek. Linija kašnjenje može poslužiti kao toplotni izolator, štiti temperatura osjetljivih detektora element od direktnog kontakta sa vrućim materijala. Također, može se formirati, poboljšava držanje u oštroj konkavni ili konveksni površine.
• Potopljene pretvarači za snabdijevanje akustične energije do mjernog elementa pomoću voda za kupanje ili kolone. Oni se koriste za mjerenje objekata u pokretu, za skeniranje ili optimizaciju spojnice u prisustvu oštre radijusa, žljebovima ili kanala.
• Pretvarače sa dva elementa koriste se u korozivnim shirinomerah za određivanje širine objekata grubo, na korodirane površine. Sastoji se od odvojene odašiljanja i primanja element instaliran na blagim uglom u odnosu na liniju odlaganja fokusirati energiju na izabrane udaljenosti ispod površine izmjerenih uzoraka. Iako su takve mjerenja nisu tačne kao i druge vrste senzora, oni obično daju mnogo bolje performanse.

Ultrazvučni Debljina Debljina: instrukcije

Da bi se pripremio za mjerenje pretvarač mora biti priključen na uređaj, uključite ga, podesite brzinu zvuka i kalibraciju. Da biste to učinili, nanesite malo kontakt materijala na kalibraciju standard, priključite senzor i omogućiti režim kalibracije. Ovaj postupak mora uvijek biti izvršena nakon zamjene pretvarača ili bateriju. Varijante poznatih debljine kalibracije i brzine zvuka.

Za mjerenja moraju se primijeniti na površinu objekta i da stupi u kontakt senzor agent. Rezultat se prikazuje na ekranu. Moguće koristiti uređaj u režimu skeniranja, na primjer, da traga za najmanje debljine materijala. Također je moguće konfigurirati alarm za identifikaciju lokacije s veličinom zida manja od podešene vrijednosti.

Za mjerenje brzine zvuka će se mjeriti objekta kočnice ili mikrometar, priložiti konverter i čekati rezultat. Postavljanjem prethodno izmjerene vrijednosti, pritisnite gumb za spremanje podataka u memoriji. Neki uređaji omogućuju prijenos podataka na PC.

Ultrazvučni Debljina: recenzije

Korisnici pozitivno procijeniti kompaktne veličine, jednostavnost upotrebe, pouzdanost, jednostavnost kalibracije modernih uređaja. Stručnjaci na umu nedostatku alternative uređaja ovog tipa kada se ocenjuje stanje automobila, kvaliteta rada karoserije. Uređaj omogućava da se utvrdi da li je vozilo u repaint i da li je bio uključen u nesreći. Debljina, za koje ne postoji potreban couplant, kao i sposoban za obavljanje samo-kalibracija, su najpopularnije.

Materijal i opseg

Ultrazvučno debljina, čiji je princip se bira u zavisnosti od sastava, mjerenje opsega, geometrija, temperatura, zahtjeva preciznost i druge moguće uvjete, ponekad jednostavno neophodan.

vrste materijala i obimu mjerenja su najvažniji faktori u uređaju za izbor i inverter. Mnoge supstance, uključujući većinu metala, keramike i stakla, ultrazvuk se obavlja veoma efikasno i omogućiti mjerenja u širokom rasponu. Većina plastike će apsorbirati energiju i stoga imaju ograničen maksimalni domet debljina, ali u većini radnim situacijama mjerenje ne uzrokuje probleme. Gume, fiberglasa i mnogi kompozitnih materijala upijaju mnogo jači i zahtijevaju više predajnika i prijemnika koji su optimizirani za rad na niskim frekvencijama.

Debljina određuje vrstu pretvarača. Tanke objekte se mjeri na visokim frekvencijama i debljine ili amortizera - niska. Za vrlo tanke materijale koji se koriste linija za kašnjenje, iako su, kao i potopljene pretvarača su ograničene debljine mjerenja zbog smetnji iz više odjek. U slučaju širokih objekata ili predmeta koji se sastoji od nekoliko materijala može zahtijevati različite vrste senzora.

Zakrivljenost površine

Uz povećanje efikasnosti zakrivljenosti kontaktne površine između sonde i objekta koji se mjeri se smanjuje, međutim sa smanjenjem radijusa zakrivljenosti mora biti smanjen senzor rezolucije. Mjerenje vrlo malih radijusa može zahtijevati korištenje kašnjenja linija ili beskontaktne potopljene pretvarača. Oni se također može koristiti za mjerenja u utora, šupljina i drugim mjestima s ograničenim pristupom.

temperatura

Kontakt pretvarači su uglavnom se odnose na predmet na temperaturi od 50 ° C Još vruće materijali mogu oštetiti senzor zbog efekta termičkog širenja. U takvim slučajevima, trebali biste uvijek koristiti pretvarača s linija za kašnjenje, a, visoke temperature ili potapanjem senzor otporan na toplinu s dva elementa.

U nekim slučajevima, sa niskim akustičke impedanse objekta (gustoća pomnožena brzine zvuka) je povezana sa materijalom sa visokim akustičke impedanse. Tipični primjeri - plastična, gume i stakla premaz od čelika ili drugih metala, stakla i polimernih premaza. U ovom slučaju odjek od granice između dva materijala fazoinvertirovannym - obrnute u odnosu na odjek od granice sa vazduhom. To se može ispraviti jednostavnim promjenom postavki uređaja, ali ako se ništa ne učini, onda će čitanje biti neprecizni.

greška

preciznost mjerenja utiče mnogo faktora, uključujući i verifikaciju ultrazvučnog mjerača debljine i njihova kalibracija, brzina uniformnost u tvari, slabljenje i rasipanje zvuka, hrapavost i površinske zakrivljenosti, loša komunikacija i dno paralelizam. Preciznost se najbolje postiže pomoću standarda poznate veličine. Uz pravilnu kalibraciju greška ultrazvučno debljine od ± 0,01 mm, pa čak i ± 0,001 mm. linija za kašnjenje ili potapanjem pretvarača u trećem modu i poboljšati preciznost mjerenja.