Ултразвучна Дебљина: принцип рада, упутства, произвођачи, прегледи

Ултразвучно мерење дебљине је не-деструктивна метода за одређивање ширине једностране материјала. То је брз, поуздан, свестран, и, за разлику од микрометра или чељусти, не захтева приступ обе стране објекта. Први комерцијални сензори, користећи принцип сонара, појавио крајем 1940-их. Мали преносиви уређаји, оптимизовани за широк спектар апликација, постале су уобичајена појава у 1970. И иновације у технологији микропроцесора довели су до новог нивоа прецизности, једноставности и минијатуризацији.

Производни уређаја који су укључени у великом броју познатих компанија. Међу њима - немачка компанија Сименс, амерички Дакота Ултрасонична терапија, британски Лабуд. У Русији, уређаји произведени од стране компанија као што су СПФ "АКС" НПК "Беам", СПЦ "МаксПрофит" и друге.

Шта се може мерити?

Практично било који уобичајени грађевински материјал се може мерити помоћу ултразвука. Ултразвучни сензори се може подесити да метала, пластике, композита, стакла, керамике и стакла. Такође могуће мерење екструдиране пластике и ролни у производном процесу - као посебне слојеве или облоге, и вишеслојне чланака, течности и биолошки узорци. Још једна операција у којој једноставно потребно ултразвучни дебљина, - одређивање дебљине и структуре од бетона, асфалта и камења цигле. Ова мерења су скоро увек не деструктивна и не захтевају сечења или растављање објекат.

Материјали који нису погодни за конвенционалну ултразвучном мерење због лошег пренос високофреквентних таласа, обухвата дрво, папир, бетона и пенастих производа.

Како да се измери?

Звучна енергија могу да се генеришу преко широк фреквентни спектар. Звучно звук је у распону од 20 до 20 кХз. Што је већа фреквенција, већа је виде тон. Енергија вишој фреквенцији изван људског слуха, под називом ултразвука. У већини случајева, ултразвучна инспекција се врши у фреквенцијском опсегу од 500 кХз до 20 МХз, мада неке специјализоване алате достигне 50 кХз или 100 МХз. Без обзира на фреквенцији, звучни енергија механичке вибрације се протежу у дефинисаном медијуму, као што су ваздух или челика, у складу са основним законима физике таласа.

За мерења користе показивач ултразвучни дебљине зида. Оперативни принцип уређаја састоји у тачном израчунавању пулс транзитног времена малог сонде (претварача) преко објекта се огледа своју унутрашњу површину или дистални зид. Од звучни таласи рефлектују од границе између различитих материјала, ово мерење се обично изводи са једне стране, у "пулс / ехо".

Трансдуктор садржи пиезоелектрични елемент који је узбуђен кратком електричног пулса за генерисање дискретних ултразвучних таласа. Они се шаљу мерене материјала, и прође кроз њу док сте лицем задњем зиду или друге препреке. Рефлектована вал враћа у трансдуктор који претвара механичка вибрација у електричну енергију. У ствари, ултразвучни дебљина мерила слуша ехо из супротног смера. Типично, временски интервал између послата и рефлектује сигнал је само неколико милионити део секунде. Уређај унете податке о брзине звука у материјалу од којег се тада може да израчуна дебљину помоћу једноставне математичке везу: д = В т / 2, где:

• д - дебљина дела;
• В - брзина звука;
• Т - мери време звука пролаза.

Важан параметар

Важно је напоменути да је брзина звука у објекту под студије је битан део овог обрачуна. Различити материјали преноси звучне таласе другачије. По правилу, чврстих изнад њега, а у меком - испод. Поред тога, могу знатно да варирају са температуром. У исто време увек мора бити калибрисан ултразвучне мерење дебљине за брзину у смеру мерења материјала, од којих директно зависи од тачности очитавања.

Звучни таласи у МХз варирају кроз ваздух тестирана лоше, тако да побољша пренос звука између одашиљач и узорка је стављено кап спојнице течности. Типично, цоуплант полован глицерол, пропилен гликол, воду, уље и гел. Само мала количина течности за попуњавање изузетно танак ваздушног простора.

мерења модес

Произвођачи ултразвучни дебљина мерења временски интервал енергију која пролази кроз тест узорак на три начина:

1. Интервал између возбуждениа пулс, који ствара звук таласа и први враћа ехо минус мали оффсет вредности, офсет кашњење у алат, и кабловски конвертора.
2. Временски интервал између ехо вратио са површине узорка и прва одражава одјеке.
3. Интервал између два узастопна дну еха.

Одабир обично диктира врсту претварача, и специфичне захтеве апликација. Први режим се користи за контакт сензором и препоручује се за већину апликација. Друга линија кашњења је присутан или уроњени трансдуцерс примењене на конкавни и конвексни површина у затвореном простору, за мерење материјалом или високе објекте температуре.

Трећи начин је користи линију кашњења или потапања сензоре и обично обезбеђује високу прецизност и дебљину најбољи најмање резолуције. Обично се користи када је квалитет мерења првог или другог моду је незадовољавајући. Међутим, ова последња мод је прикладан само за материјале који производе чист вишеструке ехо, по правилу, са ниским пригушењем као она од ситнозрног метала, стакла, керамике.

Две врсте уређаја

Ултразвучни дебљина инструменти су обично подељене у две групе: корозију и прецизност. Једна од најважнијих апликација је одређивање ширине преостале металних зидова цеви, пловних објеката, конструкција и посуда под притиском који су предмет унутрашње корозију и можда неће бити видљив споља. Дебљина бројач, ултразвучни корозије и намењени су за ту сврху. Они користе технике обраде сигнала који су оптимизовани за детекцију минималне ширине резидуалне зида у грубим и рђе узорака са специјализованим сензорима два-елемент.

У другим случајевима, препоручује се коришћење прецизних инструмената са појединачним претварача - за метале, пластику, фиберглас, композита, гуме и керамике. Са више сензора различитих прецизне уређаја, што може мерити са тачношћу од ± 0,025 мм или више, што је више од корозије сонди.

Стандард ултразвучни дебљина инструменти су класификовани према намјени, степеном аутоматизације, заштите од изложености животне средине, отпорност на механичка стрес, а такође одређује своје главне индексе.

врсте конвертора

• Контакт претварачи се користе у директном контакту са тест узорком. Мерења са њима лако, тако да се користе чешће.
• Цонвертерс делаи лине садрже пластику, епоки или кварцни цилиндар као посредник између активног елемента и тестираног објекта. Главни разлог за њихово коришћење - Мерење танких објеката, где је важно да се одвоје побуда импулсе из доњег ехо. Линија кашњење може послужити као топлоте изолатор, штити температуре сенситиве детецтор елемент од директног контакта са врућим материјалима. Такође, може се формирати, побољшава држање у оштром конкавним или конвексно површинама.
• Потапајућих претварачи за снабдевање акустични енергијом мерни елемент коришћењем воденог купатила или колону. Они се користе за мерење покретних објеката, за скенирање или оптимизације спајања у присуству оштрих радијуса, жљебова или каналима.
• Претварачи са два елемента се користе у корозивним схириномерах за одређивање ширине објеката са грубом, на кородирала површини. Састоји се од одвојеног слања и примања елемент инсталиран у малим углом у односу на кашњење да се фокусира енергију у одабраној удаљености испод површине измерене узорка. Иако су ова мерења нису прецизан као и других врста сензора, обично дају много боље перформансе.

Ултразвучна Дебљина датчика: упутство

Да би се припремио за мерење претварача мора бити повезан са уређајем, укључите га, подесити брзину звука и калибрацију. Да би то урадили, нанесите мало контакта материјала на стандарду калибрације, прикључите сензор и омогућили режим калибрације. Ова процедура мора увек вршити након замене регулатор или батерију. Варијанте дебљине познате калибрацију и брзине звука.

За мерење се мора применити на површину објекта и да контакт сензор средство. Резултат се приказује на екрану. Могуће користити уређај у режиму скенирања, на пример, у потрагу за најмањи дебљине материјала. Такође је могуће конфигурисати аларм да идентификује локације са величином зида мања од подешене вредности.

За мерење брзине звука који се мери објекта шестар или микрометар, придају претварач и чекамо резултат. Постављањем претходно измерена вредност, притисните тастер да сачувате податке у меморији. Неки уређаји омогућавају пренос података на ПЦ.

Ултразвучна Дебљина: коментара

Корисници који позитивно оцењују компактне димензије, једноставност употребе, поузданост, једноставност калибрације модерних уређаја. Стручњаци напомињу да нема алтернативе уређаја овог типа приликом процене стања аутомобила, квалитет рада каросерије. Уређај омогућава да се утврди да ли је возило офарбати и да ли је учествовао у несрећи. Дебљине, за које није тражена цоуплант, као и способан да обавља само-калибрацију, су најпопуларнији.

Материјал и опсег

дебљина ултразвучни, чији је принцип бирају у зависности од састава, мерни опсег, геометрију, температуру, захтеви прецизности и друге могуће услове, понекад једноставно неопходан.

Тип материјала и опсег мерења су најважнији фактори у начина селекције и инвертер. Многи супстанце, укључујући већину метала, керамике и стакла, ултразвук је веома ефикасно врши и омогућити мерења у широком опсегу. Већина пластика ће апсорбовати енергију и стога имају ограничен максимални домет дебљине, али у већини пословним ситуацијама мерења не изазива проблеме. Гума, фиберглас и многи композитних материјала апсорбује много јачи и захтевају више предајника и пријемника који су оптимизоване за рад на ниским фреквенцијама.

Дебљина одређује врсту претварача. Танке објекти се вреднују по високим фреквенцијама и дебела или пригушења - ниска. За веома танких материјала линија за кашњење, иако, као потопљене претварачи су ограничени у дебљине мерењу због интерференције са вишеструком ехо. У случају широких објеката или предмета који се састоје од неколико материјала може захтевати различите типове сензора.

Закривљеност површине

Уз повећање ефикасности закривљености контактне површине између давача и објекта који се мери је смањена, међутим, са смањењем полупречник кривине треба да буде смањен резолуцију сензора. Мерење веома малог радијуса могу захтевати коришћење линије за кашњење или бесконтактних потопљених претварача. Они се такође могу користити за мерења у жљебова, шупљине и другим местима са ограниченим приступом.

температура

Контакт претварачи су генерално применити на објекат на температури од 50 ° Ц. Више врућих материјали могу да оштете сензор због ефекта термичког ширења. У таквим случајевима, увек треба да користите инвертори одлагања лине, високе температуре или потапања сензора отпорне на топлоту са два елемента.

У неким случајевима, са ниским Акустическиј импеданс објекат (густина помножен брзина звука) је повезана са материјалом са високом акустичким импеданције. Типични примери - облагање од челика или других метала, стакла и полимерном омотачу пластике, гуме и стакла. У том случају ехо од границе између два материјала фазоинвертированним - обрнута у односу на ехо од границе са ваздухом. То се може исправити само променом подешавања уређаја, али ако се ништа не уради, онда ће читање бити нетачан.

грешка

прецизност мерења зависи од многих фактора, укључујући верификацију ултразвучне дебљине мерила и њихово калибрација, брзине једнообразности у супстанце, слабљења и расипања звука, храпавост површине и површине кривине, лоше комуникације и доње паралелизам. Прецизност се најбоље постиже коришћењем стандарда познате величине. Уз одговарајуће грешке калибрације ултразвучног дебљине ± 0,01 мм и чак ± 0,001 мм. кашњење лине или потапањем трансдуцерс у трећем моду се побољша прецизност мерења.