Espesor ultra-: operando principios, instrucións, fabricantes, comentarios

Ultra-sônico de medida da espesor é un método non destrutivo para determinar o ancho do material unilateral. É rápido, fiable, versátil e, en contraste co micrómetros ou paquímetro, non require acceso a ambos os dous lados do obxecto. Os primeiros sensores comerciais, mediante o principio de sonar, apareceu a finais de 1940. dispositivos portátiles pequenos, optimizados para unha ampla variedade de aplicacións, tornáronse comúns na década de 1970. E innovación na tecnoloxía de microprocesador levaron a un novo nivel de precisión, simplicidade e miniaturización.

dispositivos de produción implicados en un gran número de empresas coñecen. Entre eles - a empresa alemá Siemens, American Dakota Ultrasonics, British Cygnus. En Rusia, os dispositivos producidos por empresas como SPF "AKS" NPK "feixe", SPC "MaksProfit" e outros.

Que se pode medir?

Practicamente calquera convencional material de construción pode ser medida utilizando ultrasóns. sensores de ultrasóns pode ser configurado para metais, plásticos, composites, vidro, cerámica e vidro. Tamén posibles medidas de plásticos extrusionados e laminados no proceso de fabricación - como capas distintas ou revestimentos, e artigos con diversas capas, líquidos e mostras biolóxicas. Outra operación en que simplemente necesario espesor de ultrasóns, - determinación do grosor e estruturas de formigón, asfalto e rochas ladrillo. Tales medicións son case sempre non destrutiva e non necesitan de facilidade de corte ou desmontaxe.

Os materiais que non son axeitados para a medición de ultrasóns convencional, debido a unha mala transmisión de ondas de alta frecuencia, inclúen a madeira, papel, formigón e produtos de escuma.

Como medir?

enerxía sonora pode ser xerado ao longo dun espectro de frecuencia de ancho. Un son audible é na gama de 20 a 20 kHz. Canto maior sexa a frecuencia, maior será o ton entendido. A enerxía dunha maior frecuencia ademais da audición humana, chamado ultrasóns. Na maioría dos casos, de control de ultrasóns é levada a cabo na gama de frecuencia de 500 kHz a 20 MHz, aínda que algunhas ferramentas especializadas alcanza 50 kHz ou 100 MHz. Con independencia da frecuencia, a enerxía sônico é vibracións mecánicas que se estenden nun medio definido, como aire ou de aceiro, de acordo coas leis básicas de ondas física.

Para as medicións, utilizando o contador de espesor de parede de ultrasóns. O principio de funcionamento do dispositivo consiste no cálculo exacto do tempo de paso do pulso da pequena sonda (transdutor) a través do obxecto de medida, que se reflicte a súa superficie interior ou a parede distai. Xa que as ondas sonoras reflíctense fronteiras entre materiais diferentes, esta medida é realizada polo xeral cunha man, o "impulso / eco".

O transdutor comprende un elemento piezoeléctrico que é excitada por un curto impulso eléctrico para xerar ondas ultra-sônicas discretas. Son enviados ao material medida, e pasar por el ata que afrontar a parede traseira ou outro obstáculo. A onda reflectida retorna ao transdutor que converte as vibracións mecánicas en enerxía eléctrica. En realidade, os calibres de espesor de ultrasóns para escoitar ecos do lado contrario. Tipicamente, o intervalo de tempo entre o enviado eo sinal reflectido é só duns milésimas de segundo. O dispositivo introducido datos sobre a velocidade do son no material desde o que pode, a continuación, calcular o espesor mediante unha relación matemática sinxela: d = V t / 2, en que:

• do grosor da porción de;
• V - velocidade de son;
• t - medida o tempo do paso de son.

Un parámetro importante

É importante ter en conta que a velocidade do son no obxecto en estudo é unha parte esencial deste cálculo. Diferentes materiais transmitir ondas de son de xeito diferente. Como regra xeral, os sólidos enriba del, e no soft - a continuación. Ademais, pode variar considerablemente coa temperatura. Ao mesmo tempo debe ser sempre calibrado calibres de espesor de ultrasóns para a velocidade no material de medida, a partir do cal depende directamente da precisión das lecturas.

Ondas sonoras na gama MHz a través do aire probado mala, para mellorar a transmisión do son entre o emisor eo mostra é colocada unha pinga do acoplamento de fluído. Tipicamente, o medio de acoplamento utilizado glicerol, propileno glicólico, auga, aceite e xel. Só unha pequena cantidade de fluído para encher o intervalo de aire moi fina.

modos de medición

Fabricantes de espesor ultra-sônico de medida intervalo de tempo a enerxía que pasa a través do corpo de proba de tres xeitos:

1. O intervalo entre o pulso de excitación, que xera unha onda de son eo primeiro eco de retorno menos un pequeno valor de desvío, o atraso desprazamento na ferramenta, e un conversor de cable.
2. O intervalo de tempo entre os ecos devoltos a partir da superficie da mostra eo primeiro reflectida ecos.
3. O intervalo entre dúas resonancias consecutivos.

Seleccionando xeralmente determina o tipo de transdutor e requisitos específicos do programa. O primeiro modo é utilizado con un sensor de contacto e se recomenda para a maioría das aplicacións. A segunda liña de atraso é transdutores presentes ou somerxidas aplicados ao cóncavo e superficies convexas nun espazo pechado, para a medición dun material en movemento ou obxectos de alta temperatura.

O terceiro modo utiliza tamén unha liña de atraso ou sensores de inmersión e, xeralmente, proporciona a mellor resolución espesor mínimo e alta precisión. Tipicamente usado cando as medicións do primeiro ou segundo modo de calidade é insatisfatória. Con todo, este último modo só é adecuado para materiais que producen varios ecos limpas, por vía de regra, cunha amortiguación dende que de metais de gran fino, vidro, cerámica.

Dous tipos de dispositivos

Ultrasóns Medidores de espesor son xeralmente divididos en dous tipos: a corrosión e precisión. Unha das aplicacións máis importantes é a determinación da anchura das paredes de metal residual de tubos, envases, compoñentes estruturais e vasos de presión, que están suxeitos a corrosión interna e pode non ser visible do exterior. contador de espesor, a corrosión de ultrasóns e están deseñados para esa finalidade. Falan técnicas de procesamento de sinal que foron optimizados para a detección do ancho mínimo da parede residual en mostras grosas e oxidado con sensores de dous elementos especializados.

Noutros casos, el recomenda o uso de instrumentos de precisión con conversores individuais - para metais, plásticos, fibras de vidro, compostos, caucho e cerámica. Por unha pluralidade de sensores de distintos dispositivos de precisión, o que pode medir con precisión de ± 0,025 mm ou superior, que é máis elevada que as sondas de corrosión.

calibres de espesor de ultrasóns estándar son clasificados por finalidade, grao de automatización, a protección contra a exposición ao medio ambiente, a resistencia ao estrés mecánico, e tamén determina os seus principais índices.

tipos de conversores

• Contactar transdutores son utilizados en contacto directo coa mostra de proba. Medicións con eles doado, por iso son usados con máis frecuencia.
• Conversores de liña de retardo comprender plástico, epoxi ou cilindro de cuarzo como intermediario entre o elemento activo e obxecto de exame. A principal razón para o seu uso - Medición de obxectos finos, onde é importante para separar os impulsos de excitación da resonancia de fondo. A liña de atraso pode servir como un illante de calor, protexendo temperatura elemento detector sensible do contacto directo cos materiais quentes. Tamén, pode ser formado, mellorando a adherencia en cóncavo afiado ou superficies convexas.
• transdutores submersíveis para subministración de enerxía acústica para o elemento de medida usando un baño de auga ou unha columna. Son usados para a medición de obxectos en movemento, para dixitalización ou optimización de acoplamento en presenza de raios cortantes, rañuras ou canles.
• Conversores con dous elementos son usados en shirinomerah corrosivo para determinar o ancho de obxectos con duro, a superficie corroída. Formada de transmisión separado e elemento receptor instalado nun lixeiro ángulo para a liña de atraso para centrar a enerxía a unha distancia seleccionada baixo a superficie da mostra medida. Aínda que estas medidas non son tan preciso como outros tipos de sensores, que xeralmente proporcionar un rendemento moi superior.

Ultrasonic Medidor de espesor: instrución

Para prepararse para o transdutor de medida debe ser conectado ao dispositivo, chame-o, estableza a velocidade do son e calibrar. Para iso, aplique un pouco do material de contacto no estándar de calibración, achegar un sensor e activar o modo de calibración. Este procedemento debe ser realizado sempre tras a substitución do cruce ou a batería. Variantes de grosor de calibración coñecidos e velocidade do son.

Para as medicións deben ser aplicada sobre a superficie do obxecto e para facer un sensor de axente de contacto. O resultado amósase na pantalla. Pode utilizar o dispositivo en modo de dixitalización, por exemplo, para buscar a menor grosor do material. Tamén é posible configurar unha alarma para identificar os lugares cun tamaño de pantalla inferior do que o valor definido.

Para medir a velocidade do son para ser medida paquímetro obxecto ou micrómetros, achegar conversor e esperar polo resultado. Ao establecer o valor pre-medidos, preme o botón para gardar os datos da memoria. Algúns dispositivos permiten a transferencia de datos a un ordenador.

Espesor ultra-sônico: Comentarios

Usuarios avaliar positivamente tamaño compacto, facilidade de uso, fiabilidade, facilidade de calibración dos dispositivos modernos. Os expertos observan a ausencia de alternativas aos dispositivos deste tipo ao avaliar a condición dos coches, a calidade do desempeño da carrocería. O dispositivo fai que sexa posible determinar se o vehículo é para repintar e se estaba implicado nun accidente. Espesor, para os que non acoplante necesaria, así como poder realizar auto-calibración, son máis populares.

Material e descanso

espesor de ultrasóns, o principio dos cales é seleccionado en función da composición, gama de medida, a xeometría, a temperatura, os requisitos de precisión e de outras condicións, ás veces, simplemente indispensable.

o tipo de material e extensión das medicións son os factores máis importantes do dispositivo de selección e do cruce. Moitas sustancias, incluíndo a maioría dos metais, cerámica e vidro, un ultrasón se realiza de forma moi eficaz e permitir medicións nunha ampla gama. A maioría dos plásticos pode absorber a enerxía e, polo tanto, teñen unha gama espesura máxima limitada, pero a maioría das situacións de traballo de medida non causa problemas. Goma, fibra de vidro e diversos materiais de compósito absorber moito máis fortes e esixen máis transmisores e receptores que están optimizados para funcionamento a frecuencias baixas.

Espesor determina o tipo do conversor. obxectos finos son medidos en altas frecuencias e de espesor ou de amortiguamento - baixo. No caso de materiais moi finos usados liña de atraso, aínda que, así como transdutores de submersíveis está limitado en medicións de espesor debido a interferencia do eco múltiple. No caso de obxectos de ancho ou artigos que consisten en varios materiais poden requirir distintos tipos de sensores.

A curvatura da superficie

Cun aumento na eficiencia de curvatura da superficie de contacto entre o transdutor eo obxecto a ser medido é reducido, con todo, coa diminución do raio de curvatura debe ser diminuída resolución do sensor. A medida de moi pequenos raios pode esixir a utilización de liñas de atraso ou sen contacto transdutores submersíveis. Eles poden ser usados para medidas en sucos, cavidades e outros lugares con acceso limitado.

temperatura

Contacto transdutores son xeralmente aplicables ao obxecto a unha temperatura de 50 ° C. materiais máis quentes pode danar o sensor, debido ao efecto de expansión térmica. Nestes casos, debe usar sempre inversores con liña de retardo, unha alta temperatura ou sensor de inmersión resistente á calor, con dous elementos.

Nalgúns casos, con baixo obxecto impedancia acústica (densidade multiplicado pola velocidade do son) está conectado cun material cunha elevada impedancia acústica. Exemplos típicos - o revestimento de plástico, goma e vidro de aceiro ou outros metais, vidro e revestimento polimérico. Neste caso, o eco do límite entre os dous materiais van fazoinvertirovannym - invertido respecto ao eco do límite co aire. Isto pode ser modificado simplemente cambiando as opcións do dispositivo, pero se non se fai nada, entón a lectura será imprecisa.

erro

A precisión da medida é afectada por moitos factores, incluíndo a verificación dos calibres de espesor de ultrasóns ea súa calibración, uniformidade de velocidade na sustancia, a atenuación e dispersión de son, rugosidade da superficie ea curvatura da superficie, mala comunicación e paralelismo inferior. A precisión é mellor conseguir empregando os patróns de tamaño coñecido. Con erro de calibración adecuada espesor ultra-sônico de ± 0,01 mm e ata ± 0,001 mm. liña de atraso ou de inmersión transdutores no terceiro modo tamén mellorar a precisión da medida.