Ултразвукова Дебелина: принципи на функциониране, инструкции, производители, мнения

измерване дебелина Ултразвуково е безразрушителен метод за определяне на широчината на едностранно материал. Той е бърз, надежден и гъвкав, и, за разлика от микрометър или шублер, не се нуждае от достъп до двете страни на обекта. Първите търговски сензори, използвайки принципа на сонар, се появили в края на 1940. Малките преносими устройства, оптимизирани за широк спектър от приложения, са станали нещо обичайно през 1970г. И иновации в микропроцесорна технология са довели до едно ново ниво на точност, простота и миниатюризация.

Производствените устройства, които участват в голям брой добре познати компании. Сред тях - немската компания Siemens, американски Дакота ултразвук, Британска Лебед. В Русия, устройствата, произведени от компании като SPF "АКС" NPK "Beam", SPC "MaksProfit" и др.

Какво може да се измери?

Практически всеки конвенционален материал може да бъде измерена с помощта на ултразвук. Ултразвукови сензори могат да бъдат конфигурирани да метали, пластмаса, композитни материали, стъкло, керамика и стъкло. Също така е възможно измерване на екструдираните пластмаси и търкаля в производствения процес - като отделни слоеве или покрития, и многослойни изделия, течности и биологични проби. Друга операция, при която просто е необходимо ултразвукова дебелина, - определяне на дебелината на тухли и структурите на бетон, асфалт и скали. Такива измервания са почти винаги безразрушителен и не изискват рязане или демонтаж съоръжението.

Материали, които не са подходящи за конвенционалната ултразвукова измерване поради лоша предаване на високочестотни вълни, включват дърво, хартия, бетон и разпенени продукти.

Как да се измери?

Звукова енергия може да бъде генериран в широк честотен спектър. Звуков звук е в диапазона от 20 до 20 кХц. Колкото по-висока честота, толкова по-висока възприема тон. Енергията на по-висока честота извън човешкия слух, наречен ултразвук. В повечето случаи, ултразвуков преглед се извършва в честотния диапазон от 500 кHz до 20 MHz, въпреки че някои специализирани инструменти достига 50 кХц или 100 MHz. Независимо от честотата, звукова енергия е механични вибрации , простиращи в определена среда, като въздух или стомана, в съответствие с основните закони на физиката вълни.

За измервания, използвайки габарит ултразвукова дебелина на стената. Принципа на работа на устройството се състои в точното изчисление на импулс транзитно време на малка проба (датчик) чрез измервания обект, отразява нейната вътрешна повърхност или дисталния стената. Тъй като звукови вълни се отразяват от границите между различни материали, това измерване обикновено се извършва с една ръка, в "пулс / ехо".

Сондата съдържа пиезоелектричен елемент, който се възбужда от кратък електрически импулс за генериране на дискретни ултразвукови вълни. Те се изпращат на измерената материал, и да мине през нея, докато не се изправят пред задната стена или друго препятствие. Отразената вълна се връща към сондата, която превръща механичните трептения в електрическа енергия. В действителност, ултразвукови уреди дебелина слушат ехото от противоположната страна. Обикновено, интервалът от време между изпратени и отразения сигнал е само няколко милионни части от секундата. Устройството въведени данни за скоростта на звука в материала, от който след това може да се изчисли дебелината чрез използване на прост математически връзка: г = V т / 2, където:

• г - дебелината на частта;
• V - скоростта на звука;
• т - измерва времето на звук проход.

Важен параметър

Важно е да се отбележи, че скоростта на звука в обекта в процес на проучване е съществена част от това изчисление. Различни материали предават звукови вълни по различен начин. Като правило, твърдите вещества над него, и в меките - долу. В допълнение, може да варира значително с температура. В същото време винаги трябва да се калибрира ултразвукови уреди дебелина на скорост в измерената материала, от който пряко зависи от точността на показанията.

Звуковите вълни в MHz варират във въздуха тествани лошо, така че да се подобри предаването на звука между емитера и пробата се поставя капка от течния съединител. Обикновено, couplant използва глицерол, пропилей гликол, вода, масло и гел. Само малко количество течност, за да запълни празнината изключително тънък въздух.

режими на измерване

Производителите ултразвукова дебелина измервателни интервал от време енергията, минаваща през образеца за изпитване, по три начина:

1. Интервалът между пулса на възбуждане, който генерира звукова вълна и първата ехото минус малка офсет стойност, компенсира забавянето на инструмента, и кабел конвертор.
2. Интервалът от време между ехото връща от повърхността на пробата и първата отразена ехо.
3. Интервалът между две последователни дънни ехо.

Избирането обикновено диктува типа на датчиците, и специфичните изисквания за кандидатстване. Първият режим се използва със сензор за контакт и се препоръчва за повечето приложения. втората закъснителна линия присъства или потопени преобразуватели прилагат към вдлъбната и изпъкнала повърхности в затворено пространство, за измерване на движещ материал или висока температура обекти.

Третият режим също използва забавяне линия или потопяеми сензори и обикновено осигурява висока точност и най-добрият дебелина минимум резолюция. Обикновено се използва, когато измерванията на качеството на първия или втория режим е незадоволително. Въпреки това, като последният режим е подходящ само за материали, които произвеждат чисти множество ехо, като правило, с ниско затихване като тази на фин метали, стъкло, керамика.

Два вида на устройства

Ултразвукови Дебеломери обикновено са разделени на два типа: корозия и прецизност. Един от най-важните приложения е определянето на широчината на остатъчни метални стени на тръби, съдове, структурни компоненти и съдове под налягане, които са предмет на вътрешния корозия и може да не се вижда отвън. Дебеломери ултразвукови корозия и са предназначени за тази цел. Те използват техники за обработка на сигнал, които са оптимизирани за откриване на минимална ширина остатъчен стена в груби и ръждиви проби със специализирани два сензора.

В други случаи тя препоръчва използването на прецизни инструменти с единични конвертори - за метали, пластмаса, фибростъкло, композитни материали, каучук и керамика. Чрез множество сензори на различни точност устройства, които може да се измери с точност от ± 0025 mm или по-висока, което е по-високо от сонди корозия.

Стандартни ултразвукови уреди дебелина се класифицират по предназначение, степен на автоматизация, защита от излагане на околната среда, устойчивост на механични натоварвания, а също така определя основните им индекси.

видове конвертори

• Контакт преобразуватели се използват в директен контакт с пробата за изпитване. Измерванията с тях лесно, така че те се използват по-често.
• Конвертори закъснителна линия включват пластмаса, епоксидна или кварц цилиндър като посредник между активния елемент и обект за изпитване. Основната причина за използването им - измерване на тънки обекти, където това е целесъобразно да се отдели възбуждане импулси от долния ехото. Линията на забавяне може да служи като топлоизолатор, защитна температура елемент чувствителен детектор от директен контакт с горещи материали. Също така, той може да се образува, подобряване на сцепление при остър вдлъбнати или изпъкнали повърхности.
• Подводни преобразуватели за доставка на акустична енергия, за да измервателният елемент с помощта на водна баня или колона. Те се използват за измерване на движещи се обекти, за сканиране или оптимизиране на свързване в присъствието на остри радиуси, вдлъбнатини или канали.
• Преобразуватели с два елемента се използват в корозивна shirinomerah за определяне на ширината на обекти с груб, на корозирали повърхността. Тя се състои от отделни предаване и инсталиран под лек ъгъл на закъснителната линия получаване елемент да използва енергията на избрано разстояние под повърхността на измерената проба. Въпреки, че тези измервания не са толкова точни, колкото други видове сензори, те обикновено се осигури много по-висока производителност.

Ултразвуков уред за дебелина: инструкция

За да се подготви за измервателният трябва да бъде свързан към устройството, което го включете, настройте скоростта на звука и да се калибрира. За да направите това, нанесете малко на контакт материал на стандарта за калибриране, приложете сензор и активирате режима на калибриране. Тази процедура трябва винаги да се извършва след подмяната на инвертора или батерията. Варианти на известна дебелина калибриране и скоростта на звука.

За измерванията трябва да се прилага към повърхността на обекта и да направи контактен датчик агент. Резултатът се показва на дисплея. Възможност за използване на устройството в режим на сканиране, например, за да търсят най-малката дебелина на материала. Възможно е също така да настроите аларма, която да се идентифицират местата с размер на стена на по-малко от зададената стойност.

За измерване на скоростта на звука, за да бъде измерена обект шублер или микрометър, прикрепете конвертор и изчакайте резултата. Чрез задаване на предварително измерената стойност, натиснете бутона, за да запазите данните в паметта. Някои устройства позволяват пренос на данни с компютър.

Ултразвукова Дебелина: мнения

Потребители положително оценяват компактен размер, лекота на употреба, надеждност, лекота на калибриране на съвременните устройства. Експерти отбелязват липсата на алтернативи на устройствата от този тип при оценяване на състоянието на автомобила, качеството на изпълнение на каросерията. Устройството позволява да се определи дали превозното средство е да се пребоядиса и дали е участвал в катастрофа. Дебелина, за които не необходимия свързващ, както и в състояние да извършват самостоятелно калибриране, са най-популярни.

Материал и обхват

дебелина Ултразвуково, принципът на който е избран в зависимост от състава, измервателен обхват, геометрия, температура, изискванията за точност и други възможни условия, понякога просто задължително.

материал, вида и степента на измерванията са най-важните фактори в устройството за избор и инвертора. Много вещества, включително повечето метали, керамика и стъкло, се провежда ехография много ефективно и дават възможност за измервания в широк диапазон. Повечето пластмаси ще абсорбират енергия и следователно е ограничена максимална дебелина в обхват, но в повечето ситуации на работното място измерване не причинява проблеми. Каучук, фибростъкло и много композитни материали поглъщат много по-силни и изискват повече предаватели и приемници, които са оптимизирани за работа при ниски честоти.

Дебелина определя типа на конвертора. Тънки обекти са измерени при високи честоти и дебелина или затихване - ниска. За много тънки материали, използвани закъснителна линия, въпреки че, както и потопяеми преобразуватели са ограничени в дебелината измервания поради смущения от множествена ехото. В случая с широки предмети или елементи, състоящи се от няколко материала, може да изисква различни видове сензори.

Кривината на повърхността

С увеличаване на ефективността на кривината на повърхността на контакт между трансдюсера и обекта да се измерва се намалява, но с намаляване радиус на кривината трябва да се намали резолюция сензор. Измерването на много малки радиуси може да изисква използването на забавяне линии или безконтактни потопяеми преобразуватели. Те могат също така да се използва за измерване на жлебове, кухини и други места с ограничен достъп.

температура

Контакт датчици обикновено са приложими за обекта при температура от 50 ° С Още горещи материали могат да повредят сензора дължи на ефекта на термично разширение. В такива случаи, винаги трябва да се използват инвертори със закъснение линия, топлоустойчив, висока температура или потапяне сензор с два елемента.

В някои случаи, с ниско акустичен импеданс обект (плътност, умножена по скоростта на звука) е свързан с материал с високо акустично съпротивление. Типични примери - от пластмаса, каучук и стъкло покритие от стомана или други метали, стъкло и полимерно покритие. В този случай ехото от границата между двата материала ще fazoinvertirovannym - обърнати по отношение на ехото от границата с въздух. Това може да се коригира, като просто променят настройките на устройството, но ако нищо не бъде направено, след четенето ще бъде неточна.

грешка

Точността на измерване се влияе от много фактори, включително проверка на ултразвукови уреди дебелина и тяхното калибриране, равномерността скорост в субстанция, отслабване и разсейването на звука, грапавост и повърхностна кривина, лоша комуникация и отдолу паралелизъм. Точността се постига най-добре с помощта на стандартите на известен размер. С подходящо грешка калибриране ултразвукова дебелина от 0,01 мм ± и дори ± 0,001 мм. забавяне линия или потопяеми преобразуватели в третия режим също се подобри точността на измерване.