Ultrazvukové Tloušťka: provozní zásady, pokyny, výrobce, recenze

Ultrazvukové měření tloušťky je nedestruktivní metoda pro stanovení šířky jednostranného materiálu. Je rychlý, spolehlivý, všestranný, a na rozdíl od mikrometru nebo třmen, nevyžaduje přístup k oběma stranám objektu. První komerční senzory na principu sonaru, objevil se v pozdní 1940. Malá přenosná zařízení, optimalizované pro širokou škálu aplikací, se staly samozřejmostí v roce 1970. A inovace v oblasti mikroprocesorové techniky vedly na novou úroveň přesnosti, jednoduchosti a miniaturizace.

Výrobní zařízení zapojené do velkého počtu známých firem. Mezi nimi - německá firma Siemens, americký Dakota Ultrazvuk, British Cygnus. V Rusku, zařízení vyrobené společnostmi, jako je SPF „AKS“ NPK „Beam“, SPC „MaksProfit“ a další.

Co se dá změřit?

Prakticky jakýkoliv běžný stavební materiál může být měřena za použití ultrazvuku. Ultrazvukové snímače může být nakonfigurován tak, aby kovy, plasty, kompozity, skla, keramiky a skla. Také možné měření vytlačovaných plastů a válcované ve výrobním procesu - jak je zřetelné vrstvy nebo povlaky a vícevrstvé výrobky, kapaliny a biologické vzorky. Další operace, kdy prostě nutné ultrazvukové tloušťka - Stanovení tloušťky a struktury betonu, asfaltu a kamení cihel. Tato měření jsou téměř vždy nedestruktivní a nevyžadují žádné řezací nebo demontáž zařízení.

Materiály, které nejsou vhodné pro konvenční ultrazvukové měření v důsledku špatné přenosu vysokofrekvenční vlny, zahrnují dřevo, papír, betonu a pěnových produktů.

Jak měřit?

Zvukové energie může být vytvořen přes široký frekvenční spektrum. Slyšitelný zvuk je v rozmezí od 20 do 20 kHz. Čím vyšší frekvence, tím vyšší je vnímaná tón. Energie s vyšší frekvencí mimo lidský sluch, tzv ultrazvuk. Ve většině případů, ultrazvuková kontrola se provádí v kmitočtovém rozsahu od 500 kHz až 20 MHz, i když některé specializované nástroje dosáhne 50 kHz nebo 100 MHz. Bez ohledu na frekvenci, akustická energie je mechanické vibrace probíhající v definovaném médiu, jako je vzduch nebo oceli, v souladu se základními fyzikálními zákony vln.

Pro měření pomocí ultrazvuku tloušťky stěny měřidla. Princip fungování zařízení spočívá v přesném výpočtu puls tranzitní doby malé sondy (snímače) přes měřeném objektu, která se projevuje jeho vnitřní povrch nebo distální stěny. Vzhledem k tomu, zvukové vlny se odrážejí hranice mezi různými materiály, toto měření se obvykle provádí jednou rukou, v „impulz / echo“.

Snímač obsahuje piezoelektrický prvek, který je buzen krátký elektrický impuls pro generování diskrétních ultrazvukové vlny. Jsou zaslány k měřenému materiálu, a projít až budete čelit zadní stěnu nebo jinou překážku. Odražená vlna se vrátí do převodníku, který převádí mechanické vibrace na elektrickou energii. Ve skutečnosti, ultrazvukové tloušťkoměry poslouchat echa z opačné strany. Typicky je časový interval mezi vyslanou a odraženého signálu je jen několik miliontin sekundy. Zařízení zadaných údajů o rychlosti zvuku v materiálu, ze kterého se pak může vypočítat tloušťku pomocí jednoduchého matematického vztahu: d = V t / 2, ve kterém:

• d - tloušťka části;
• V - rychlost zvuku;
• t - měří čas zvukového průchodu.

Důležitým parametrem

Je důležité si uvědomit, že rychlost zvuku v objektu pod studie je nedílnou součástí tohoto výpočtu. Různé materiály přenášet zvukové vlny odlišně. Zpravidla pevných látek nad ní a v měkkých - níže. Kromě toho to může značně měnit s teplotou. Zároveň musí být vždy kalibrován ultrazvukové tloušťkoměry pro rychlost do měřeného materiálu, ze kterého je přímo závislá na přesnosti měření.

Zvukové vlny v MHz pohybovat ve vzduchu testován špatné, takže pro zlepšení přenosu zvuku mezi vysílačem a vzorek se umístí kapka tekutého spojení. Typicky, couplant použít glycerol, propylenglykol, voda, olej a gel. Jen malé množství tekutiny, aby zaplnil extrémně tenkou vzduchovou mezeru.

režimy měření

Výrobci ultrazvukové tloušťka měřící časový interval energie procházející zkušební vzorek ve třech směrech:

1. Interval mezi počátečním impulsu, která generuje zvukové vlny a první vracející se ozvěnu mínus malá hodnotu odsazení, odsazení zpoždění v nástroji a kabelovou převodník.
2. Časový interval mezi ozvěny vrátil z povrchu vzorku a první odražené ozvěny.
3. Interval mezi dvěma po sobě jdoucími vespod.

Volba obvykle diktuje specifickým požadavkům typ snímače a. První režim se používá snímačem kontaktu a je vhodný pro většinu aplikací. Druhá zpožďovací linka je přítomen nebo ponořené převodníky aplikované na konkávní a konvexní plochy v uzavřeném prostoru, pro měření pohybujícího se materiálu nebo vysoké předměty teploty.

Třetí režim využívá také zpožďovací linka nebo ponoření senzory a obvykle poskytuje vysokou přesnost a nejlepší tloušťku minimální rozlišení. Obvykle se používá při měření kvality prvního nebo druhého režimu je neuspokojivá. Nicméně, tento způsob je vhodný pouze pro materiály, které produkují čisté více ozvěny, zpravidla s nízkým tlumením jako v jemnozrnné kovů, skla, keramiky.

Dva typy zařízení

Ultrazvukové tloušťkoměry jsou obvykle rozděleny do dvou typů: koroze a přesnost. Jednou z nejdůležitějších aplikací je stanovení šířky zbytkových kovových stěnách potrubí, nádob, konstrukčních prvků a tlakových nádob, které jsou předmětem vnitřní korozi a nemusí být vidět z vnější strany. Tloušťkoměry ultrazvukové korozi a jsou určeny pro tento účel. Používají pro zpracování signálů, techniky, které jsou optimalizovány pro detekci minimální reziduální šířku stěny v hrubých a rezavých vzorků se specializovanými senzory dvou prvků.

V ostatních případech se doporučuje použití přesných nástrojů se samostatnými převodníky - pro kovy, plasty, skleněné vlákno, kompozitů, gumy a keramiky. Podle množství snímačů různých přesných zařízení, které může měřit s přesností ± 0,025 mm nebo vyšší, která je vyšší než korozní sondy.

Standard ultrazvukové tloušťkoměry jsou klasifikovány podle účelu, stupeň automatizace, ochrany proti expozici životního prostředí, odolnost vůči mechanickému namáhání, a také určuje jejich hlavní indexy.

typy měničů

• Kontakt snímače jsou používány v přímém kontaktu s testovaným vzorkem. Měření s nimi snadná, takže se používají častěji.
• Měniče zpožďovací linka obsahovat plast, epoxid nebo křemenného válce jako prostředník mezi aktivním prvkem a testovaného objektu. Hlavním důvodem pro jejich použití - Měření tenkých objektů, kde je nutné oddělit budící impulsy ze spodního echo. Zpoždění linky může sloužit jako tepelný izolátor, chrání teplotu citlivý detektor prvek před přímým kontaktem s horkými materiály. Také to může být tvořen, zlepšuje přilnavost v ostrém konkávní nebo konvexní plochy.
• Ponorná měniče pro napájení akustické energie do měřícího prvku za použití vodní lázně nebo sloupce. Používají se pro měření pohybujících se objektů, pro skenování nebo optimalizaci spojení v přítomnosti ostrých poloměry, drážek nebo kanálů.
• Měniče se dvěma prvky, se používají v korozivním shirinomerah pro stanovení šířky objektů s hrubým, na zkorodované plochy. Skládá se z oddělené vysílací a přijímací prvek instalován v mírném úhlu do zpožďovací linky soustředit energii ve zvolené vzdálenosti pod povrchem měřeného vzorku. Ačkoliv taková měření nejsou tak přesné jako ostatní typy snímačů, které obvykle poskytují mnohem vyšší výkon.

Ultrazvukový tloušťkoměr: instrukce

V rámci přípravy na měřicím převodníkem musí být připojen k zařízení, zapnout, nastavit rychlost zvuku a kalibrovat. Chcete-li to provést, platí trochu kontaktního materiálu na kalibračního standardu, připojte čidlo a aktivujte režim kalibrace. Tento postup musí být provedeny vždy po výměně měniče nebo baterii. Varianty známou tloušťku kalibrační a rychlosti zvuku.

Pro měření musí být aplikován na povrch předmětu, a aby se dotykový snímač agenta. Výsledek se zobrazí na displeji. Možné používat zařízení v režimu skenování, například hledat nejmenší tloušťku materiálu. Je také možné nastavit alarm k identifikaci míst s velikostí stěny menší než nastavená hodnota.

Pro měření rychlosti zvuku, které mají být měřeny objekt kalibr nebo mikrometr, připojte převodník a čekat na výsledek. Nastavením předem naměřená hodnota, stiskněte tlačítko pro uložení dat do paměti. Některé přístroje umožňují přenos dat do PC.

Ultrazvukové Tloušťka: recenze

Uživatelé pozitivně hodnotit kompaktní rozměry, snadnost použití, spolehlivost, snadnou kalibraci moderních přístrojů. Odborníci na vědomí, že neexistuje alternativa k zařízení tohoto typu, kdy hodnotící stav vozidel, kvalita provedení karoserie. Přístroj umožňuje určit, zda je vozidlo překreslit a to, zda byl účastníkem dopravní nehody. Tloušťky, pro kterou není zapotřebí couplant, stejně jako schopný provádět self-kalibrace, jsou nejoblíbenější.

Materiál a rozsah

Tloušťka Ultrazvukové, princip, který je zvolen v závislosti na složení, rozsah měření, geometrie, teplota, požadavky na přesnost a jiné možné podmínky, někdy prostě nepostradatelný.

typ materiálu a rozsah měření jsou nejdůležitějšími faktory při výběru zařízení a měničem. Mnoho látek, včetně většiny kovů, keramiky a skla, ultrazvuk se provádí velmi účinně a umožňují měření v širokém rozsahu. Většina plastů bude absorbovat energii, a proto mají omezenou maximální rozsah tloušťky, ale ve většině pracovních situacích měření nezpůsobuje problémy. Guma, skleněné vlákno a mnoho kompozitní materiály absorbují mnohem silnější a vyžadují více vysílačů a přijímačů, které jsou optimalizovány pro provoz při nízkých frekvencích.

Tloušťka určuje typ převodníku. Tenké objekty jsou měřeny při vysokých frekvencích a silné nebo tlumení - nízká. U velmi tenkých materiálů zpoždění linky, i když, jakož i ponorné snímače jsou omezeny Tloušťky docházet k rušení vícenásobné echo. V případě rozsáhlých objektů nebo položek sestávajících z několika materiálů, mohou vyžadovat různé typy snímačů.

Zakřivení povrchu

Se zvýšením účinnosti zakřivení kontaktní plochy mezi snímačem a měřeným objektem je snížena, avšak s klesající poloměr zakřivení se musí snížit rozlišení senzoru. Měření velmi malými poloměry mohou vyžadovat použití zpožďovacích linek nebo bezkontaktních ponorných snímačů. Mohou být také použity pro měření v drážkách, dutin a jiných místech s omezeným přístupem.

teplota

Kontaktní převodníky jsou obecně použitelné na objektu při teplotě 50 ° C Další horké materiály, může dojít k poškození čidla v důsledku působení tepelné roztažnosti. V takových případech by měl vždy používat měničů zpožďovací linky, tepelně odolné, s vysokou teplotou nebo ponorným čidlem se dvěma prvky.

V některých případech, s nízkou akustickou impedancí objektu (hustota násobené rychlosti zvuku), je spojena s materiálem s vysokou akustickou impedanci. Typickými příklady - plast, guma a sklo povlak z oceli nebo jiných kovů, skla a polymerní povlak. V tomto případě je echo od rozhraní mezi dvěma materiály se fazoinvertirovannym - obráceně vzhledem k echo od hranice se vzduchem. To lze napravit pouhou změnou nastavení zařízení, ale pokud se nic neudělá, pak se čtení budou nepřesné.

chyba

Přesnost měření je ovlivněna mnoha faktory, včetně ověření ultrazvukových tloušťkoměrů a jejich kalibrace, uniformity rychlosti ve látky, útlumu a rozptylu zvuku, drsnosti a zakřivení povrchu, špatné komunikace a spodní rovnoběžnosti. Přesnost je nejlépe dosaženo použitím standardů o známé velikosti. Při správné kalibraci chyb ultrazvukové tloušťky ± 0,01 mm a dokonce i ± 0,001 mm. zpožďovací linka nebo ponorné měniče ve třetím režimu také zlepšit přesnost měření.