Ultraskaņas Biezums: darbības principus, instrukcijas, ražotāji, atsauksmes

Ultraskaņas biezuma mērījums ir nesagraujošās metode, lai noteiktu platumu vienpusēju materiāla. Tas ir ātrs, uzticams, universāls, un, atšķirībā no mikrometru vai kalibru, nav nepieciešama piekļuve abās pusēs objektu. Pirmie komerciālie sensori, izmantojot par hidrolokatoru principu, parādījās vēlu 1940. Mazie portatīvās ierīces, optimizēta plašu lietojumu, ir kļuvuši par ierastu 1970. Un jaunievedums mikroprocesoru tehnoloģija ir novedusi pie jauna līmeņa precizitāti, vienkāršību un miniaturizācijas.

Ražošanas ierīces iesaistīti liels skaits pazīstamu uzņēmumu. Starp tiem - Vācijas kompānija Siemens, amerikāņu Dakota Ultrasonogrāfija, Lielbritānijas Cygnus. Krievijā, ierīces ražo uzņēmumi, piemēram, SPF "AKS" NPK "Beam", SPC "MaksProfit" un citi.

Ko var izmērīt?

Praktiski jebkurš parasto celtniecības materiālu var izmērīt, izmantojot ultraskaņu. Ultraskaņas sensori var konfigurēt, lai metālu, plastmasas, kompozītmateriāliem, stikla, keramikas un stikla. Arī iespējamie mērījumi ekstrudētas plastmasas un velmēta ražošanas procesā - kā atsevišķi slāņi vai pārklājumu, un daudzslāņu raksti, šķidrumi un bioloģiskie paraugi. Vēl viens pasākums, kad vienkārši nepieciešams ultraskaņas biezuma noteikšana, - no ķieģeļu biezuma un struktūras betona, asfalta un klintis. Šādi mērījumi gandrīz vienmēr ir nesagraujošā un nav nepieciešama griešanas vai demontāžas iekārtas.

Materiāli, kas nav piemērotas parasto ultraskaņas mērījumiem sakarā ar sliktu nosūtīšanai augstfrekvences viļņiem, ietver koks, papīrs, betona un putu produktus.

Kā izmērīt?

Skaņas enerģija var tikt radīts plašā frekvenču spektru. Atskan skaņas ir robežās no 20 līdz 20 kHz. Jo augstāka frekvence, jo lielāks uztverta tonis. Par augstākas frekvences pārsniedz cilvēka dzirdes enerģija, ko sauc par ultraskaņu. Vairumā gadījumu, ultraskaņas pārbaude tiek veikta frekvenču diapazonā no 500 kHz līdz 20 MHz, lai gan daži specializēti instrumenti sasniedz 50 kHz vai 100 MHz. Neatkarīgi no frekvences, tad skaņas enerģija ir mehāniskās vibrācijas stiepjas noteiktā vidē, piemēram, gaisa vai tērauda, kas saskaņā ar pamatlikumiem fizikas viļņiem.

Par mērījumu izmantojot ultraskaņas sienu biezuma mērītājs. Darbības princips ierīces sastāv precīzos pulsa tranzīta laikā neliela zondes (devēju) caur mērījumu objektu, atspoguļo tās iekšējo virsmu, vai distālās sienas. Tā kā skaņas viļņi atspoguļo pie robežas starp atšķirīgām materiāliem, šis mērījums parasti veic ar vienu roku, jo "impulsa / echo".

Devēja sastāv pjezoelektriskais elements kuru palaiž ar īsu elektrisko impulsu, lai ģenerētu diskrētu ultraskaņas viļņi. Tie tiek nosūtīti uz izmērīto materiāla un iet cauri, kamēr jūs sejas aizmugurējo sienu vai citu šķērsli. Atspoguļots vilnis atgriežas pie devēja, kas pārveido mehāniskās vibrācijas par elektrisko enerģiju. Faktiski, ultraskaņas biezuma mērītāji klausīties atbalsīm no pretējā pusē. Raksturīgi, laika intervāls starp nosūtīto un atspoguļots signāls ir tikai dažas miljonās daļas sekundē. Ierīce ieraksta datus par skaņas ātrumu materiālā, no kura tā var pēc tam aprēķināt biezumu, izmantojot vienkāršu matemātisku sakarību: d = V t / 2, kur:

• d - biezums daļu;
• V - ātrums skaņas;
• t - mērot laiks skaņas pāreju.

Būtisks parametrs

Ir svarīgi atzīmēt, ka skaņas ātrums objektā saskaņā ar pētījumu, ir būtiska daļa no šīs aprēķina. Dažādi materiāli pārraidīt skaņas viļņus savādāk. Kā likums, cietvielas virs tā, un mīksta - zemāk. Turklāt, tas var ievērojami atšķirties atkarībā no temperatūras. Tajā pašā laikā vienmēr jākalibrē ultraskaņas biezuma mērītājiem par ātrumu izmērītās materiāls, no kura tieši atkarīga precizitāti rādījumiem.

Skaņu viļņi MHz diapazonā, izmantojot gaisa pārbaudīta slikti, tāpēc, lai uzlabotu skaņas pārraidi starp raidītāju un parauga atrodas pilienu šķidruma sakabes. Parasti couplant izmanto glicerīns, propilēnglikols, ūdens, eļļa un gelu. Tikai neliels daudzums šķidruma, lai aizpildītu ļoti plānas gaisa spraugu.

mērīšanas režīmi

Ražotāji ultraskaņas biezuma mērīšanas laika intervāls enerģiju iet caur testa parauga trīs veidos:

1. Intervāls starp ierosināšanas pulss, kas rada skaņas vilni, un pirmais atgriežas atbalss mīnus nelielu nobīdi vērtību, kompensēt kavēšanos šajā rīkā, un kabeļu pārveidotāju.
2. Laika intervāls starp atbalsīm atgriezās no parauga virsmas un pirmais atspoguļoja atbalsīm.
3. Intervāls starp divām secīgām grunts atbalsīm.

Izvēloties parasti diktē no pārveidotāja veidu, un īpašas pieteikšanās prasības. Pirmais režīms tiek izmantots ar kontaktu sensoru un ir ieteicama vairumam pieteikumus. Otrs kavēšanās līnija ir klāt vai iegremdē devējiem piemērotie ieliektu un izliektu virsmu slēgtā telpā, mērīšanai kustīgam materiālu vai augstas temperatūras objektus.

Trešais veids ir arī izmanto kavēšanās līniju vai iegremdēšanas sensori un parasti nodrošina augstu precizitāti un labāko minimālo izšķirtspēju biezumu. Parasti izmanto, ja kvalitātes mērījumi pirmajā vai otrajā režīmā, ir neapmierinoša. Tomēr, tā režīms ir piemērots tikai materiālus, kas ražo tīru vairākas atbalsīm, kā likums, ar zemu amortizācijas kā no smalkgraudaina metālu, stiklu, keramiku.

Divu veidu ierīcēm

Ultraskaņas biezuma mērītāji parasti iedala divos veidos: koroziju un precizitāti. Viens no svarīgākajiem lietojumiem ir noteikt platumu no atlikušajām metāla sienām cauruļu, kuģiem, Konstrukciju sastāvdaļu un spiedtvertnēm, uz kuriem attiecas iekšējo koroziju un nevar būt redzams no ārpuses. Biezuma mērītājs, ultraskaņas koroziju un ir paredzēti šim nolūkam. Viņi izmanto signālu apstrādes metodes, kas ir optimizētas atklāšanai minimālu atlikuma sienas platumā rupjās un sarūsējušiem paraugus ar specializētām divu elementu sensoriem.

Citos gadījumos iesaka izmantot precīzijas instrumenti ar atsevišķiem pārveidotājiem - metāliem, plastmasas, stikla, kompozītmateriāli, gumijas un keramika. Ar daudziem sensoriem dažādu precīzijas ierīces, kas var mērīt ar precizitāti ± 0,025 mm vai lielāku, kas ir augstāka nekā korozijas zondes.

Standarta ultraskaņas biezuma mērītāji klasificē pēc mērķa, automatizācijas pakāpi, aizsardzību no pakļaušanas vidi, izturību pret mehānisku stresu, kā arī nosaka galvenos rādītājus.

veidu pārveidotāji

• Kontaktinformācija devēji izmanto tiešā saskarē ar testa paraugu. Mērījumi ar viņiem viegli, tāpēc tie tiek izmantoti biežāk.
• Converters kavēšanās line ietver plastmasas, epoksīda vai kvarca cilindrs kā starpnieks starp aktīvā elementa un testa objektu. Galvenais iemesls, kāpēc to izmantošanu - mērīšana plānas objektiem, kur tas ir svarīgi nošķirt uzbudinājuma impulsus no apakšējā atbalss. Kavēšanās līnija var kalpot kā siltuma izolators, aizsargājot temperatūras jutīgs detektors elementu no tiešas saskares ar karstiem materiāliem. Arī tas var veidoties, uzlabojot saķeri asā izliekumā vai izliektas virsmas.
• Dziļurbuma devēji apgādā akustisko enerģiju jutīgo elementu, izmantojot ūdens vannu vai kolonnu. Tos izmanto mērīšanai kustīgu objektu, skenēšanai vai optimizāciju sakabes klātbūtnē asas rādiusu rievām vai kanālus.
• Pārveidotāji ar diviem elementiem tiek izmantoti kodīgs shirinomerah lai noteiktu platumu objektu ar raupja, sarūsējušu virsmu. Tas sastāv no atsevišķas pārraidīt un uztvert elements uzstādīts nelielā leņķī pret aiztures līnijas koncentrēt enerģiju pie izvēlētā attālumā zem virsmas izmērītā parauga. Kaut arī šie mērījumi nav tik precīza kā cita veida sensoriem, viņi parasti sniedz daudz lielāku veiktspēju.

Ultraskaņas biezuma mērītājs: instrukcija

Lai sagatavotos mērpārveidotāju ir savienots ar ierīci, ieslēdziet to, kas skaņas ātrumu un kalibrētu. Lai to izdarītu, piemēro mazliet no kontakta materiālu par kalibrēšanas standartam, pievienojiet sensoru un ļauj kalibrēšanas režīmā. Šī procedūra jāveic vienmēr, kad aizstājot invertoru vai akumulatoru. Varianti zināmu kalibrēšanas biezuma un ātrumu skaņas.

Par mērījumu jāpiemēro virsmas objekta un padarīt kontaktu aģenta sensoru. Rezultāts tiek parādīts uz displeja. Iespējams izmantot ierīci skenēšanas režīmā, piemēram, lai meklētu mazāko materiāla biezums. Tāpat ir iespējams konfigurēt modinātāju, lai noteiktu atrašanās vietu ar sienas izmērs ir mazāks par noteikto vērtību.

Lai izmērītu ātrumu skaņu jāmēra objektu suports vai mikrometru, piestipriniet pārveidotāju un gaidīt rezultātu. Nosakot iepriekš izmērīto vērtību, nospiediet pogu, lai saglabātu datus atmiņā. Dažas ierīces nodrošinātu datu pārsūtīšanu uz datoru.

Ultraskaņas Biezums: atsauksmes

Lietotāji pozitīvi novērtē kompakto izmēru, izmantošanas vieglumu, uzticamību, vieglu kalibrēšanas mūsdienu ierīcēm. Eksperti norāda, ka nav alternatīvas ierīces šāda veida, novērtējot stāvokli automašīnu, uz izpildes virsbūves kvalitāti. Ierīce ļauj noteikt, vai transportlīdzeklis ir pārkrāsot, un vai tas ir iesaistīts negadījumā. Biezums, attiecībā uz kuru nav obligāts couplant, kā arī spēj veikt sevis kalibrēšanu, ir vispopulārākais.

Materiāls un diapazons

Ultraskaņas biezums, kuras pamatprincips ir izvēlēts atkarībā no sastāva, mērīšanas diapazons, ģeometrija, temperatūras, precizitātes prasībām, un citus iespējamos nosacījumus, dažreiz vienkārši neaizstājams.

materiāla veids un apjoms mērījumu ir vissvarīgākie faktori atlases ierīces un invertoru. Daudzas vielas, tai skaitā lielākā daļa metālu, keramikas un stikla, ultraskaņas tiek veikta ļoti efektīvi un ļauj mērījumiem plašā diapazonā. Lielākā daļa plastmasas būs absorbēt enerģiju, un tādējādi ir ierobežots maksimālais biezums svārstās, taču vairumā darba situācijās mērījums nerada problēmas. Gumijas, stikla šķiedra un daudzi kompozītmateriāli absorbē daudz spēcīgāka un prasa vairāk raidītāji un uztvērēji, kas ir optimizētas darbam pie zemām frekvencēm.

Biezums nosaka pārveidotāju veidu. Plānie objekti tiek mērīta pie augstām frekvencēm un biezas vai slāpēšanai - zems. Par ļoti plānas izmantoto materiālu kavēšanās līnijas, lai gan tie, kā arī zemūdens devēji ir ierobežots biezuma mērījumiem, jo iejaukšanās no vairāku atbalss. Attiecībā uz plašu priekšmetu vai priekšmetiem, kas sastāv no vairākiem materiāliem, var būt nepieciešama dažāda veida sensoriem.

Izliekums virsmas

Ar efektivitātē izliekuma saskares virsmu starp devēju un objekta izmērīto pieaugums ir samazināts, bet samazinoties izliekuma rādiuss ir samazinājies sensora izšķirtspēju. Par ļoti mazu rādiusu mērījums var būt nepieciešams izmantot kavējuma līnijas vai bezkontakta zemūdens devējiem. Tos var izmantot arī, lai mērījumus rievām, dobumu un citās vietās ar ierobežotu piekļuvi.

temperatūra

Kontaktinformācija devēji parasti ir piemērojami objekta temperatūrā 50 ° C Vairāk karstā materiāli var sabojāt sensoru ietekmes dēļ termiskās izplešanās. Šādos gadījumos jums vienmēr vajadzētu izmantot pārveidotājus ar kavēšanās līniju, karstumizturīgas, augstas temperatūras vai iegremdēšanas sensors ar diviem elementiem.

Dažos gadījumos ar zemu akustiskās pretestības objektu (blīvums, kas reizināts ar ātrumu skaņas), ir saistīts ar materiāla ar augstu akustiskā pretestība. Tipiski piemēri - plastmasas, gumijas un stikla pārklājums no tērauda vai citu metālu, stikla un polimēru pārklājumu. Šajā gadījumā atbalss no robežas starp abiem materiāliem būs fazoinvertirovannym - apgriezts attiecībā uz atbalss no robežas ar gaisu. To var novērst, vienkārši mainot iestatījumus ierīces, bet, ja nekas netiks darīts, tad lasīšanas būs neprecīzs.

kļūda

Mērījumu precizitāte ietekmē daudzi faktori, tajā skaitā pārbaudes ultraskaņas biezuma mērītāji un to kalibrēšanu, ātruma vienveidību vielu, vājināšanās un izkliedi skaņas, virsmas raupjumu un virsmas izliekums, slikta komunikācija un apakšējā paralēlisms. Precizitāte vislabāk var panākt, izmantojot standartus zināma lieluma. Ar pareizu kalibrēšana kļūdu ultraskaņas biezuma ± 0,01 mm un pat ± 0,001 mm. kavēšanās līniju vai hidrotērpu devējiem trešajā režīmā arī uzlabotu mērījumu precizitāti.