Ultraljuds Tjocklek: verksamhetsprinciper, instruktioner, tillverkare, recensioner

Ultraljudstjockleksmätningen är icke-förstörande metod för att bestämma bredden på den ensidiga materialet. Den är snabb, pålitlig, mångsidig och, i motsats till mikrometer eller bromsoket, inte kräver tillgång till båda sidor av objektet. De första kommersiella sensorer, med hjälp av principen om sonar, dök upp i slutet av 1940-talet. Små bärbara enheter, optimerade för ett brett spektrum av tillämpningar, har blivit vardagsmat på 1970-talet. Och innovation inom mikroprocessorteknik har lett till en ny nivå av precision, enkelhet och miniatyrisering.

Produktions enheter som är inblandade i ett stort antal välkända företag. Bland dem - det tyska företaget Siemens, American Dakota Ultra, British Cygnus. I Ryssland enheterna som produceras av företag som SPF "AKS" NPK "Beam" SPC "MaksProfit" och andra.

Vad kan mätas?

Praktiskt taget vilken som helst konventionell konstruktionsmaterial kan mätas med användning av ultraljud. Ultraljudssensorer kan konfigureras för att metaller, plaster, kompositer, glas, keramik och glas. Också möjliga mätningar av extruderade plaster och rullade i tillverkningsprocessen - som distinkta skikt eller beläggningar, och multilager artiklar, vätskor och biologiska prover. Annan operation där helt enkelt nödvändigt ultraljud tjocklek, - bestämning av tegel tjocklek och strukturer av betong, asfalt och stenar. Sådana mätningar är nästan alltid icke-förstörande och kräver ingen skärning eller demontering anläggning.

Material som inte är lämplig för konventionell ultraljudsmätning på grund av dålig överföring av högfrekventa vågor, inkluderar trä, papper, betong och skummade produkter.

Hur man mäter?

Ljudenergi kan genereras över ett brett frekvensspektrum. Ett hörbart ljud är i intervallet från 20 till 20 kHz. Ju högre frekvens, desto högre upplevda ton. Energin för en högre frekvens bortom mänskliga hörseln, som kallas ultraljud. I de flesta fall, ultraljuds inspektion utförs i frekvensområdet från 500 kHz till 20 MHz, även om vissa specialiserade verktyg når 50 kHz eller 100 MHz. Oavsett frekvens, är ljudenergin mekaniska vibrationer som sträcker sig i ett definierat medium, såsom luft eller stål, i enlighet med grundläggande fysiska lagarna vågor.

För mätningar med användning av ultraljudsväggtjockleksmätare. Arbetsprincipen för anordningen består i att den exakta beräkningen av pulstransittiden av den lilla sonden (omvandlaren) genom mätobjektet, reflekteras dess inre yta eller den distala väggen. Eftersom ljudvågor reflekteras gränserna mellan olika material, är denna mätning typiskt med en hand, i "puls / echo".

Omvandlaren innefattar ett piezoelektriskt element som exciteras av en kort elektrisk puls för att generera diskreta ultraljudsvågor. De skickas till den uppmätta materialet och passera genom den tills du möter den bakre väggen eller annat hinder. Den reflekterade vågen återvänder till omvandlaren som omvandlar de mekaniska vibrationerna till elektrisk energi. I själva verket ultraljudstjockleksmätare lyssna efter ekon från den motsatta sidan. Typiskt, är tidsintervallet mellan skickade och den reflekterade signalen endast ett fåtal miljondelar av en sekund. Anordningen inmatade data på ljudhastigheten i materialet av vilket det sedan kan beräkna tjockleken genom att använda ett enkelt matematiskt samband: d = V t / 2, varvid:

• d - tjockleken av delen;
• V - ljudhastigheten;
• t - mätt tidpunkten för ljudpassagen.

En viktig parameter

Det är viktigt att notera att ljudets hastighet i objektet som studeras är en viktig del av denna beräkning. Olika material överföra ljudvågor på olika sätt. Som regel fasta ovanför den, och i det mjuka - nedan. Dessutom kan den variera avsevärt med temperaturen. Samtidigt måste alltid kalibreras ultraljudstjockleksmätare för hastighet i den uppmätta materialet, från vilket direkt beror på noggrannheten av avläsningarna.

Ljudvågor i MHz-området genom luften testade dåligt, så att förbättra ljudöverföringen mellan emittern och provet placeras en droppe av vätskekopplingen. Typiskt använde kopplingsmedlet glycerol, propylenglykol, vatten, olja och gel. Endast en liten mängd vätska för att fylla extremt tunna luftspalten.

mätningslägen

Tillverkare ultraljudstjockleksmätningstidsintervall den energi som passerar genom provstycket på tre sätt:

1. Intervallet mellan excitationspulsen, som alstrar en ljudvåg och den första återvänder ekot minus en liten förskjutningsvärde, den förskjutna fördröjningen i verktyget, och kabelomvandlaren.
2. Tidsintervallet mellan de ekon som returneras från provytan och den första reflekterade ekon.
3. Intervallet mellan två på varandra följande bottenekon.

Om du väljer oftast dikterar vilken typ av givare, och specifika applikationskrav. Den första läget används med en kontaktsensor och rekommenderas för de flesta applikationer. Den andra fördröjningsledningen är närvarande eller nedsänkta transduktorer applicerade på de konkava och konvexa ytorna i ett slutet utrymme, för mätning av ett rörligt material eller höga temperaturobjekt.

Den tredje moden utnyttjar även en fördröjningslinje eller doppsensorer och vanligtvis ger hög noggrannhet och den bästa minsta upplösning tjocklek. Typiskt används när kvalitetsmätningar av den första eller andra läget är otillfredsställande. Emellertid är det senare läget endast lämplig för material som producerar rena multipelekon, som regel, med en låg dämpning som den hos finkorniga metaller, glas, keramik.

Två typer av enheter

Ultraljudstjockleksmätare brukar delas in i två typer: korrosion och precision. En av de viktigaste tillämpningarna är bestämning av bredden hos de kvarvarande metallväggar rör, kärl, strukturella komponenter och tryckkärl som är föremål för invändig korrosion och får inte vara synliga från utsidan. Tjockleksmätare, ultraljud korrosion och är avsedda för detta ändamål. De använder signalbehandlingstekniker som är optimerade för detektering av minimal återstående väggbredd i grova och rostiga prover med specialiserade två-elementssensorer.

I andra fall rekommenderar det användningen av precisionsinstrument med enstaka omvandlare - för metaller, plast, glasfiber, kompositmaterial, gummi och keramik. Av ett flertal sensorer av olika precisionsapparatur, som kan mäta med en noggrannhet av ± 0025 mm eller högre, vilket är högre än de korrosionsproberna.

Standard ultraljud tjockleksmätare klassificeras efter ändamål, grad av automatisering, skydd mot exponering för omgivningen, motståndskraft mot mekanisk stress, och även bestämmer deras huvudsakliga index.

typer av omvandlare

• Kontakta givare används i direkt kontakt med provet. Mätningar med dem lätt, så de används oftare.
• Omvandlare fördröjningslednings innefatta plast, epoxi eller kvartscylinder som en mellanhand mellan det aktiva elementet och testobjektet. Den främsta orsaken till deras användning - Mätning av tunna föremål, där det är viktigt att skilja excitationspulserna från bottenekot. Fördröjningsledningen kan fungera som en värmeisolator, skydda temperaturkänsliga detektorelement från direkt kontakt med heta material. Också kan den bildas, förbättrar greppet i skarp konkav eller konvexa ytor.
• Dränkbara transduktorer för tillförsel akustisk energi till mätelementet användning av ett vattenbad eller kolumn. De används för mätning av rörliga föremål, för avsökning eller optimering av koppling i närvaro av skarpa radier, spår eller kanaler.
• Omvandlare med två element används i korrosiva shirinomerah för bestämning av bredden av objekt med grov, den korroderade ytan. Det består av separata sändnings- och mottagningselement är installerat i en liten vinkel till fördröjningsledningen för att fokusera energi vid ett valt avstånd under ytan av det uppmätta provet. Även om sådana mätningar är inte lika exakt som andra typer av sensorer, de ger oftast mycket högre prestanda.

Ultraljud Tjocklek Gauge: instruktion

För att förbereda sig för mätgivaren måste anslutas till enheten, slå på den, ställ in ljudets hastighet och kalibrera. För att göra detta, tillämpa lite av kontaktmaterialet på kalibreringsstandard, bifoga en sensor och aktivera kalibreringsläget. Denna procedur måste alltid utföras efter byte av växelriktaren eller batteri. Varianter av kända kalibrerings tjocklek och ljudhastigheten.

För mätningar måste appliceras på ytan av föremålet och för att göra kontakt agent sensor. Resultatet visas på displayen. Möjligt att använda anordningen i avläsningstillståndet, till exempel, för att söka efter den minsta tjockleken på materialet. Det är också möjligt att konfigurera ett larm för att identifiera platser med en väggstorlek på mindre än inställt värde.

För att mäta ljudhastigheten som skall mätas objekt tjocklek eller mikrometer, bifoga omvandlare och vänta på resultatet. Genom att ställa in i förväg uppmätta värdet genom att trycka på knappen för att spara data i minnet. Vissa enheter tillåter dataöverföring till en dator.

Ultraljuds Tjocklek: recensioner

Användare positivt bedöma kompakta storlek, användarvänlighet, tillförlitlighet, enkel kalibrering av modern utrustning. Experter notera frånvaron av alternativ till enheterna av denna typ vid utvärderingen av bilkondition, kvaliteten på utförandet av karossen. Enheten gör det möjligt att avgöra om fordonet är att måla och om det var inblandad i en olycka. Tjocklek, för vilken ingen önskad kopplingsmedlet samt kapabla att utföra självkalibrering, som är mest populära.

Material och intervall

Ultraljud tjocklek, vars princip är vald beroende på sammansättningen, mätområde, geometri, temperatur, noggrannhetskraven och andra möjliga förhållanden, ibland helt enkelt oumbärlig.

materialtyp och omfattningen av mätningar är de viktigaste faktorerna i urvalsanordningen och växelriktaren. Många ämnen, inklusive de flesta metaller, keramik och glas, ett ultraljud utförs mycket effektivt och möjliggör mätningar i ett brett spektrum. De flesta plaster absorberar energi och därför har en begränsad maximal tjocklek räckvidd, men i de flesta arbetssituationer mätning inte orsakar problem. Gummi, glasfiber och många kompositmaterial absorberar mycket starkare och kräver flera sändare och mottagare som är optimerade för att arbeta vid låga frekvenser.

Tjocklek bestämmer typen av omvandlaren. Tunna föremål mäts vid höga frekvenser och tjocka eller dämpning - låga. För mycket tunna material som används fördröjningsledning, även om de, såväl som dränkbara transduktorer är begränsade i tjockleksmätningar på grund av interferens från multipelekot. I fallet med breda föremål eller objekt som består av flera material kan kräva olika typer av sensorer.

Krökningen hos ytan

Med en ökning av effektiviteten hos krökningen hos kontaktytan mellan omvandlaren och det föremål som skall mätas reduceras emellertid med minskande krökningsradie måste minskas sensorupplösning. Mätningen av mycket små radier kan kräva användning av fördröjningsledningar eller beröringsfria dränk givare. De kan också användas för mätningar i spår, håligheter och andra platser med begränsad tillgång.

temperatur

Kontakt omvandlare är allmänt tillämpliga på föremålet vid en temperatur av 50 ° C. Mera hett material kan skada sensorn på grund av effekten av värmeutvidgning. I sådana fall bör man alltid använda växelriktare med fördröjningsledning, en värmebeständig, hög temperatur eller nedsänkning sensor med två element.

I vissa fall, med låg akustisk impedans objektet (densitet multiplicerad med ljudhastigheten) är förbunden med ett material med en hög akustisk impedans. Typiska exempel - den plast, gummi och glas beläggning av stål eller andra metaller, glas och polymerbeläggning. I detta fall ekot från gränsytan mellan de två materialen kommer fazoinvertirovannym - inverterad med avseende på ekot från gränsen med luft. Detta kan korrigeras genom att helt enkelt ändra inställningarna för enheten, men om inget görs, då behandlingen kommer att vara felaktiga.

fel

Mätnoggrannheten påverkas av många faktorer, inklusive kontroll av ultraljudstjockleksmätare och deras kalibrering, hastighet likformighet i substansen, dämpning och spridning av ljud, ytgrovhet och ytan krökning, dålig kommunikation och botten parallellism. Noggrannhet uppnås bäst genom att använda standarder med känd storlek. Med rätt kalibreringsfel ultraljud tjocklek på ± 0,01 mm och även ± 0,001 mm. fördröjningslednings eller dopp omvandlarna i den tredje moden förbättrar också mätnoggrannheten.