Ultrasonik Kalınlık: ilkeler, talimatlar, üreticiler, değerlendirmeleri yapan

Ultrasonik kalınlık ölçümü, tek taraflı malzemenin genişliğinin saptanması için yıkıcı olmayan bir yöntemdir. Bu mikrometre veya kumpas aksine, nesnenin her iki tarafına erişim gerektirmez, hızlı, güvenilir, çok yönlü ve. ilk ticari sensörler, sonar prensibi kullanılarak, 1940'ların sonunda ortaya çıkmıştır. geniş bir uygulama yelpazesi için optimize Küçük taşınabilir cihazlar, 1970'lerde yaygın hale gelmiştir. Ve mikroişlemci teknolojisi yenilik hassasiyet, basitlik ve minyatür yeni bir seviyeye yol açmıştır.

tanınmış şirketlerin çok sayıda katılan Üretim cihazlar. Bunlar arasında - Alman şirketi Siemens, Amerikan Dakota Ultrason, İngiliz Kuğu. Rusya'da, cihazlar SPF "AKS" NPK "Işın", SPC "MaksProfit" ve diğerleri gibi şirketler tarafından üretilen.

Ne ölçülebilir?

Pratik olarak, herhangi bir geleneksel inşaat malzemesi ultrason kullanılarak ölçülebilir. Ultrasonik sensörler metaller, plastikler, kompozitler, cam, seramik ve cam için yapılandırılabilir. Ayrıca olası ekstrüde edilmiş plastik ölçümleri ve imalat işleminde haddelenmiş - farklı olarak tabaka ya da kaplama ve çok katlı, yazılar, sıvılar ve biyolojik örnekler. Başka bir işlem burada sadece gerekli ultrasonik kalınlık, - tuğla kalınlığı ve beton, asfalt ve kayaların yapılarının belirlenmesi. Bu tür ölçümler hemen hemen her zaman tahribatsız ve hiçbir kesim veya sökme tesisi gerektirir.

nedeniyle yüksek frekanslı dalganın kötü iletim geleneksel ultrasonik ölçüm için uygun olmayan malzemeler, ahşap, kağıt, beton ve köpüklü ürünler bulunmaktadır.

Nasıl ölçülür?

Ses enerjisi bir geniş frekans spektrumu üzerinde oluşturulabilir. Duyulabilir bir ses, 20 ila 20 kHz aralığındadır. algılanan ses tiz frekans yükseldikçe. İnsan kulağının ötesinde daha yüksek bir frekansta enerji, ultrason aradı. Çoğu durumda, ultrasonik muayene gerçekleştirilir frekans aralığında bir özel araçlar 50 kHz veya 100 MHz ulaştığı halde, 500 kHz ila 20 MHz. Ne olursa olsun frekans, sonik enerji , mekanik titreşimler fizik dalgalarının temel yasalara uygun olarak, örneğin hava ya da çelik gibi tanımlanmış bir ortam içinde uzanan,.

Ultrasonik duvar kalınlığı cihazı ile ölçümler için. Cihazın çalışma prensibi ölçüm nesnesi üzerinden küçük prob (dönüştürücü) ve nabız geçiş süresi tesisinin hesaplamanın, iç yüzey ya da uzak bir duvar yansıtmaktadır. Yana ses dalgaları farklı malzemeler arasında sınırları yansıması, bu ölçüm, tipik olarak "darbe / echo" olarak, bir el ile gerçekleştirilir.

dönüştürücü ayrı ayrı ultrasonik dalgalar üretmek üzere bir kısa bir elektrik pulsu ile uyarılırsa bir piezoelektrik eleman içerir. Onlar ölçülen malzemeye gönderilir ve geri duvarı veya diğer bir engelle karşılaşabilir kadar geçmesine edilir. yansıma dalgası elektrik enerjisi haline dönüştürür mekanik titreşimleri dönüştürücüye geri döner. Aslında, ultrasonik kalınlık ölçer karşı taraftan yankıları dinle. Tipik olarak, gönderilen ve yansıyan sinyal arasındaki zaman aralığı, bir saniyeden kısa bir milyonda bir. Cihaz verileri girdi ses hızı daha sonra basit bir matematiksel ilişki kullanarak kalınlığını kolayca hesaplayabilir olan malzemede d = Vt / 2, burada:

• d - kısmının kalınlığını temsil eder;
• V - ses hızı;
• t - ses geçit ölçülen zaman.

Önemli bir parametre

Çalışmada altında nesnede ses hızı Bu hesaplamanın bir parçası olduğuna dikkat etmek önemlidir. Farklı malzemeler, farklı ses dalgalarını iletir. Aşağıda - Kural olarak, yukarıda katıların ve yumuşak olduğu gibi. Buna ek olarak, bu sıcaklık ile önemli ölçüde değişebilir. Aynı zamanda, her zaman doğrudan okuma doğruluğuna bağlı olduğu ölçülen malzeme, hız için ultrasonik kalınlık ölçer kalibre edilmelidir.

Hava kötü test aracılığıyla MHz Ses dalgaları akışkan bağlantı içinde bir damla yerleştirilir, böylece verici ve numune arasında ses iletimini geliştirmek için değişmektedir. Tipik haliyle, couplant gliserol, propilen glikol, su, yağ ve jel kullanılır. sıvının sadece küçük bir miktar aşırı derecede ince hava boşluğu doldurmak için.

ölçüm modları

üç şekilde test numunesi boyunca geçen enerji zaman aralığının ölçülmesi Üretici ultrasonik kalınlık:

1. bir ses dalgası ve birinci dönen yankı eksi küçük bir göreli konum değeri aracında ofset gecikme ve kablo dönüştürücü oluşturur uyarım sinyaliyle arasındaki aralığı.
2. yankılar arasındaki zaman aralığı, numune yüzeyinden dönen ve ilk yankı yansıtmaktadır.
3. birbirini takip eden iki alt yankıları arasındaki aralık.

Genellikle seçilmesi dönüştürücü türü ve özel uygulama gereksinimlerini belirler. İlk mod bir temas sensörü ile kullanılır ve çoğu uygulama için tavsiye edilir. ikinci gecikme hattı, hareketli bir malzeme veya yüksek sıcaklık nesneleri ölçmek için, kapalı bir alanda konkav ve konveks yüzeylere uygulanan mevcut veya batırma dönüştürücüler olup.

Üçüncü mod, bir geciktirme hattı ya da daldırma alıcılar kullanan ve genellikle yüksek doğruluk ve en az çözünürlük kalınlığı sağlar. birinci veya ikinci kalite ölçümleri tatmin edici olduğu zaman tipik olarak kullanılan. Bununla birlikte, ikinci mod ince taneli metal, cam, seramik gibi düşük Sönümlü, bir kural olarak, temiz, birden fazla eko yapar malzemeler için uygundur.

cihazların iki tip

Ultrasonik kalınlık ölçme genellikle iki gruba ayrılmaktadır: korozyon ve hassasiyet. En önemli uygulamalardan biri boru, kaplar, yapısal bileşen ve iç korozyon tabidir ve dışarıdan görünmeyebilir basınçlı kap artık metal duvar genişliği belirlenmesidir. Kalınlık ölçer, ultrasonik korozyon ve bu amaç için tasarlanmıştır. Bunlar, özel iki öğeli sensörleri olan kaba ve paslı örneklerde minimal rezidüel duvar genişliği tespiti için optimize edilmiş sinyal işleme tekniklerini kullanabilir.

metaller, plastik, fiberglas, kompozit, kauçuk ve seramik için - Diğer durumlarda, bu tek dönüştürücüler ile hassas aletlerin kullanılmasını önermektedir. Korozyon probları daha yüksektir ± 0,025 mm ya da daha yüksek bir doğruluk ile ölçebilen çeşitli hassas cihazlar bir sensör, çok sayıda, tarafından.

Standart ultrasonik kalınlık ölçer, mekanik strese amacı, otomasyon, çevreye maruz koruma direnci ile sınıflandırılmış ve aynı zamanda, ana dizinleri tespit edilir.

dönüştürücülerin çeşitleri

• İletişim dönüştürücüler test örneği ile doğrudan temas halinde kullanılmaktadır. onlarla Ölçümler kolay, bu yüzden daha sık kullanılmaktadır.
• gecikme hattı Dönüştürücüler aktif elemanın ve test nesnesi arasında bir aracı olarak bir plastik, epoksi veya kuvars bir silindir içermektedir. kullanımlarına temel nedeni - ince nesnelerin ölçümü, alt yankı gelen uyarım darbeleri ayırmak için önemlidir. gecikme hattı, sıcak malzeme ile doğrudan temas sıcaklığa duyarlı detektör elemanı koruma, bir ısı yalıtkanı olarak hizmet edebilir. Ayrıca, sivri içbükey ya da dışbükey yüzeylerde kavrama iyileştirilmesi, oluşturulabilir.
• bir su banyosu ya da kolon kullanılarak ölçüm elemanı akustik enerji sağlamak için dalgıç dönüştürücüler. Bu keskin yarıçapı, oluklar ya da kanallar varlığında tarama veya bağlama optimizasyonu için nesnelerin, hareketli ölçüm için kullanılır.
• İki elemanları ile Dönüştürücüler kaba, aşınmış yüzey nesnelerin genişliğini belirlemek için aşındırıcı shirinomerah kullanılır. Ölçülen numune yüzeyinin altında bir seçilen mesafede enerji odak ayrı verici ve gecikme hattı hafif bir açıda monte alma elemanı oluşur. bu ölçümler sensör diğer türleri olduğu kadar doğru değildir, ancak, genellikle çok daha yüksek bir performans sağlar.

Ultrasonik Kalınlık Ölçüm: talimat

, Aç ses hızını ayarlamak ve kalibre, cihaza bağlı olmalıdır ölçüm dönüştürücü hazırlanmak için. Bunu yapmak için, kalibrasyon standardı temas malzemesinin biraz uygulamak bir sensör takmak ve kalibrasyon modunu etkinleştirmek. Bu prosedür her zaman inverteri veya Pil değiştirildikten sonra yapılmalıdır. Bilinen kalibrasyon kalınlığı ve ses hızının varyantları.

ölçümler için nesnenin yüzeyine uygulanması gerekir ve temas madde algılayıcı üretmek. Sonuç ekranda görüntülenir. Olası maddenin en küçük kalınlık aramak için, örneğin, tarama modunda aygıtı kullanmak. Ayar değerinden küçük bir duvar boyutu ile yerleri tespit için bir alarm yapılandırmak mümkündür.

Sesin hızını ölçmek için nesne kumpas veya mikrometre, konvertör takmak ve sonucu bekleyin ölçülecek. önceden ölçülmüş değer ayarlayarak, bellekteki verileri kaydetmek için düğmesine basın. Bazı cihazlar PC'ye veri transferine olanak verir.

Ultrasonik Kalınlık: yorumlar

Kullanıcılar olumlu kompakt boyutu, kullanım kolaylığı, güvenilirlik ve modern cihazların kalibrasyonu kolaylığını değerlendirin. Uzmanlar arabaların durumunu, kaporta performans kalitesinin değerlendirilmesi bu tip cihazlara alternatiflerinin olmadığına dikkat. Cihaz sayesinde araç yeniden boyamak için olup olmadığını belirlemek için ve bir kaza olup olmadığını yapar. Hiçbir gerekli couplant yanı yetenekli olarak kendi kendini kalibre yürütmek için hangi Kalınlığı, en popülerdir.

Malzeme ve aralık

dizi, geometri, sıcaklık, doğruluk gereksinimleri ve diğer olası ölçüm koşulları, kompozisyon bağlı olarak seçilir prensibi de ultrasonik kalınlık, bazen sadece vazgeçilmez.

malzeme türü ve ölçümler ölçüde seçim cihazı frekans en önemli faktörlerdir. En metal, seramik ve cam gibi birçok madde, bir ultrason son derece etkin ve geniş bir aralıkta ölçüm için izin edilir. Çoğu plastik enerjiyi emer ve bu nedenle sınırlı bir maksimum kalınlık aralığı vardır, ancak çoğu iş durumlarında ölçüm problemlere yol açmaz olacaktır. Kauçuk, fiberglas birçok kompozit malzemeler çok daha güçlü emer ve daha fazla verici ve düşük frekanslarda çalışması için optimize edilmiş alıcıları gerektirir.

Kalınlık dönüştürücü türünü belirler. Düşük - İnce nesneler yüksek frekanslarda ve kalın veya söndürme ölçülür. bunlar, aynı zamanda dalgıç dönüştürücüler da çoklu yankı girişime kalınlık ölçümleri sınırlıdır, ancak, gecikme hattı kullanılan çok ince malzemeler için. çeşitli malzemelerden oluşan çok nesne ya da öğeleri söz konusu sensörler farklı gerektirebilir.

yüzeyinin eğriliği

dönüştürücü ve ölçülecek nesne arasındaki temas yüzeyinin eğrilik veriminde bir artış ile, ancak kavis yarıçapı sensör çözünürlüğü azaltılmalıdır azaldıkça azalır. Çok küçük yarıçaplı ölçümü gecikme hatlarının ya da temassız dalgıç dönüştürücülerin kullanılmasını gerektirebilir. Onlar da oluklar, boşluklar ve sınırlı erişimi olan başka yerlerde ölçümler için kullanılabilir.

sıcaklık

İletişim dönüştürücüler 50 ° C arasında bir sıcaklıkta, bir nesneye uygulanabilmektedir Daha sıcak malzemeler ısıl genleşme etkisi sensörü zarar görebilir. Bu gibi durumlarda, her zaman gecikme hattı, iki eleman içeren bir ısıya dayanıklı, yüksek sıcaklık veya daldırma sensörlü çeviriciler kullanmalıdır.

Bazı durumlarda, (ses hızı ile çarpımı yoğunluk) düşük akustik empedans nesnesi ile bir yüksek akustik empedans ile bir malzeme ile bağlanır. Tipik örnekler - çelik veya diğer metal, cam ve polimer kaplamanın plastik, kauçuk ve cam kaplama. Bu durumda iki malzemelerden arasındaki sınırdan yankı fazoinvertirovannym olacak - havayla sınırdan yankı göre ters. Bu sadece cihazın ayarlarını değiştirerek düzeltilebilir, ama hiçbir şey yapılırsa, o zaman okuma yanlış olacaktır.

hata

ölçüm doğruluğu madde, zayıflama ve ses, yüzey pürüzlülüğü ve yüzey kavisine, yetersiz iletişim ve alt paralellik saçılmasındaki ultrasonik kalınlık ölçme doğrulanması ve kalibrasyon, hız homojenliği dahil olmak üzere birçok faktör tarafından etkilenir. Doğruluk en iyi bilinen boyutta standartlarını kullanarak elde edilir. daha uygun kalibrasyon hatası ultrasonik ± 0,01 mm kalınlığındaki ve ile 0,001 mm ±. üçüncü durumda gecikme hattı ya da daldırma Dönüştürücüler ayrıca ölçüm doğruluğunu artırır.