อัลตราโซนิกหนา: ปฏิบัติการหลักการคำแนะนำ, ผู้ผลิต, ความคิดเห็น

อัลตราโซนิกการวัดความหนาเป็นวิธีที่ไม่ทำลายสำหรับการกำหนดความกว้างของวัสดุด้านเดียว มันเป็นไปอย่างรวดเร็วและเชื่อถือได้อเนกประสงค์และในทางตรงกันข้ามกับไมโครเมตรหรือ caliper, ไม่จำเป็นต้องเข้าถึงทั้งสองด้านของวัตถุ เซ็นเซอร์เชิงพาณิชย์แห่งแรกโดยใช้หลักการของโซนาร์ปรากฏในปลายทศวรรษที่ 1940 อุปกรณ์พกพาขนาดเล็กเหมาะสำหรับหลากหลายของการใช้งานได้กลายเป็นเรื่องธรรมดาในปี 1970 และนวัตกรรมในเทคโนโลยีไมโครโปรเซสเซอร์ได้นำไปสู่ระดับใหม่ของความแม่นยำความเรียบง่ายและ miniaturization

อุปกรณ์การผลิตที่เกี่ยวข้องในจำนวนมากของ บริษัท ที่รู้จักกันดี ในหมู่พวกเขา - บริษัท เยอรมันซีเมนส์อเมริกันท์ดาโคตา Ultrasonics อังกฤษหงส์ ในรัสเซีย, อุปกรณ์ที่ผลิตโดย บริษัท เช่น SPF "AKS" NPK "บีม" SPC "MaksProfit" และอื่น ๆ

สิ่งที่สามารถวัดได้?

จวนใด ๆ ธรรมดา วัสดุก่อสร้างที่ สามารถวัดได้โดยใช้อัลตราซาวนด์ เซ็นเซอร์อัลตราโซนิก สามารถกำหนดค่าให้โลหะ, พลาสติก, คอมโพสิต, แก้ว, เซรามิกและแก้ว นอกจากนี้ยังมีวัดที่เป็นไปได้ของพลาสติกอัดและรีดในกระบวนการผลิต - เป็นชั้นที่แตกต่างกันหรือเคลือบและบทความหลายของเหลวและตัวอย่างทางชีวภาพ การดำเนินการอื่นที่มีความหนาเพียงแค่ล้ำจำเป็น - ความมุ่งมั่นของความหนาของอิฐและโครงสร้างของคอนกรีตยางมะตอยและหิน วัดดังกล่าวมักจะไม่ทำลายและต้องตัดหรือถอดชิ้นส่วนสิ่งอำนวยความสะดวกใด ๆ

วัสดุที่ไม่เหมาะสำหรับการวัดอัลตราโซนิกเดิมเนื่องจากการส่งยากจนของคลื่นความถี่สูง ได้แก่ ไม้กระดาษคอนกรีตและผลิตภัณฑ์โฟม

วิธีการวัด?

พลังงานเสียงที่สามารถสร้างขึ้นในช่วงคลื่นความถี่กว้าง เสียงที่ได้ยินอยู่ในช่วง 20-20 เฮิร์ทซ์ ความถี่ที่สูงขึ้นที่สูงกว่าการรับรู้เสียง พลังงานของความถี่สูงเกินได้ยินของมนุษย์ที่เรียกว่าอัลตราซาวนด์ ในกรณีส่วนใหญ่ ตรวจสอบอัลตราโซนิก จะดำเนินการใน ช่วงความถี่ 500 kHz ถึง 20 MHz ถึงแม้ว่าบางเครื่องมือพิเศษถึง 50 kHz หรือ 100 MHz โดยไม่คำนึงถึงความถี่พลังงานโซนิคคือ การสั่นสะเทือนทางกล ขยายในกลางที่กำหนดไว้เช่นอากาศหรือเหล็กตามกฎหมายพื้นฐานของคลื่นฟิสิกส์

สำหรับการตรวจวัดโดยใช้อัลตราโซนิกเกจวัดความหนาของผนัง หลักการดำเนินงานของอุปกรณ์ที่ประกอบด้วยในการคำนวณที่แน่นอนของเวลาชีพจรการขนส่งของการสอบสวนขนาดเล็ก (transducer) ผ่านวัตถุวัดสะท้อนให้เห็นพื้นผิวด้านในของผนังหรือปลาย เนื่องจาก คลื่นเสียง สะท้อนออกรอยต่อระหว่างวัสดุที่แตกต่างกันการวัดนี้จะดำเนินการโดยปกติจะมีมือข้างหนึ่งใน "ชีพจร / echo"

สมองประกอบด้วยองค์ประกอบ piezoelectric ซึ่งเป็นที่ตื่นเต้นโดยชีพจรไฟฟ้าในระยะสั้นเพื่อสร้างคลื่นอัลตราโซนิกที่ไม่ต่อเนื่อง พวกเขาจะถูกส่งไปยังวัสดุที่วัดและผ่านมันจนกว่าคุณจะเผชิญกับผนังด้านหลังหรืออุปสรรคอื่น ๆ คลื่นสะท้อนกลับไปยังสมองซึ่งจะแปลงการสั่นสะเทือนทางกลเป็นพลังงานไฟฟ้า ในความเป็นจริงวัดความหนาล้ำฟังเสียงสะท้อนจากฝั่งตรงข้าม โดยปกติแล้วช่วงเวลาระหว่างที่ส่งสัญญาณสะท้อนให้เห็นเป็นเพียงไม่กี่ millionths ของวินาที อุปกรณ์ป้อนข้อมูลเกี่ยวกับ ความเร็วของเสียง ในวัสดุจากที่ที่มันแล้วสามารถคำนวณความหนาโดยใช้ความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์อย่างง่าย: d = V ตัน / 2 ประเด็น:

• d - ความหนาของส่วนนั้น
• V - ความเร็วของเสียง
• T - วัดเวลาที่ทางเสียง

ตัวแปรที่สำคัญ

มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะทราบว่าความเร็วของเสียงในวัตถุภายใต้การศึกษาเป็นส่วนหนึ่งที่สำคัญของการคำนวณนี้ วัสดุที่แตกต่างส่งคลื่นเสียงที่แตกต่างกัน ตามกฎของแข็งข้างต้นนั้นและในนุ่ม - ด้านล่าง นอกจากนี้ยังสามารถแตกต่างกันมากกับอุณหภูมิ ในขณะเดียวกันจะต้องมีการสอบเทียบวัดความหนาล้ำสำหรับความเร็วในวัสดุที่วัดได้จากการที่โดยตรงขึ้นอยู่กับความถูกต้องของการอ่านที่

คลื่นเสียงในช่วง MHz ผ่านอากาศที่ผ่านการทดสอบไม่ดีดังนั้นในการปรับปรุงการส่งผ่านสัญญาณเสียงระหว่างอีซีแอลและกลุ่มตัวอย่างที่มีการวางการลดลงของการมีเพศสัมพันธ์ของเหลว โดยปกติ couplant ที่ใช้กลีเซอรอลโพรพิลีนไกลคอล, น้ำ, น้ำมันและเจล เพียงจำนวนเล็กน้อยของของเหลวเพื่อเติมเต็มช่องว่างอากาศบางมาก

โหมดการวัด

ผู้ผลิตความหนาล้ำวัดช่วงเวลาพลังงานผ่านชิ้นงานทดสอบในสามวิธี:

1. ช่วงเวลาระหว่างการเต้นของชีพจรกระตุ้นซึ่งจะสร้างคลื่นเสียงและเสียงสะท้อนกลับมาครั้งแรกลบค่าชดเชยขนาดเล็ก, ความล่าช้าในการชดเชยในเครื่องมือและแปลงสายเคเบิล
2. ช่วงเวลาระหว่างการสะท้อนกลับมาจากพื้นผิวของตัวอย่างและเป็นครั้งแรกสะท้อนก้อง
3. ช่วงเวลาระหว่างสองติดต่อกันสะท้อนด้านล่าง

เลือกมักจะสั่งการประเภทของตัวแปลงสัญญาณและความต้องการใช้งานที่เฉพาะเจาะจง โหมดแรกจะใช้กับเซ็นเซอร์ติดต่อและเป็นที่แนะนำสำหรับการใช้งานมากที่สุด บรรทัดที่สองคือความล่าช้าก้อนปัจจุบันหรือแช่นำไปใช้กับเว้าและนูนพื้นผิวในพื้นที่ปิดสำหรับการวัดการเคลื่อนย้ายวัสดุหรือวัตถุที่มีอุณหภูมิสูง

โหมดที่สามยังใช้สายล่าช้าหรือการเซ็นเซอร์แช่และมักจะให้ความแม่นยำสูงและความหนาละเอียดขั้นต่ำที่ดีที่สุด โดยทั่วไปจะใช้เมื่อมีการตรวจวัดคุณภาพของโหมดแรกหรือครั้งที่สองเป็นที่น่าพอใจ อย่างไรก็ตามโหมดหลังเป็นเพียงเหมาะสำหรับวัสดุที่ผลิตสะท้อนหลายสะอาดเป็นกฎที่มีการทำให้หมาด ๆ ต่ำเป็นที่ของโลหะเม็ดเล็ก, แก้ว, เซรามิกส์

สองประเภทของอุปกรณ์

อัลตราโซนิกวัดความหนามักจะถูกแบ่งออกเป็นสองประเภท: การกัดกร่อนและความแม่นยำ หนึ่งของการใช้งานที่สำคัญที่สุดคือการกำหนดความกว้างของผนังโลหะที่เหลือของท่อ, เรือ, ส่วนประกอบโครงสร้างและภาชนะความดันซึ่งอาจมีการกัดกร่อนภายในและอาจไม่สามารถมองเห็นได้จากภายนอก วัดความหนากัดกร่อนอัลตราโซนิกและถูกออกแบบมาเพื่อการนี้ พวกเขาใช้เทคนิคการประมวลผลสัญญาณที่เหมาะสมสำหรับการตรวจหาน้อยที่สุดความกว้างของผนังตกค้างในหยาบและสนิมตัวอย่างที่มีเฉพาะเซ็นเซอร์สององค์ประกอบ

ในกรณีอื่น ๆ ก็แนะนำให้ใช้ความแม่นยำกับแปลงเดียว - สำหรับโลหะ, พลาสติก, ไฟเบอร์กลาส, คอมโพสิตยางและเซรามิก โดยส่วนใหญ่ของเซ็นเซอร์ของอุปกรณ์ต่างๆที่มีความแม่นยำซึ่งสามารถวัดได้ด้วยความถูกต้องของ± 0,025 มิลลิเมตรหรือสูงกว่าซึ่งสูงกว่า probes การกัดกร่อน

มาตรฐานการวัดความหนาล้ำจำแนกตามวัตถุประสงค์การศึกษาระดับปริญญาของระบบอัตโนมัติ, การป้องกันจากการสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่มีความต้านทานต่อความเครียดเชิงกลและยังกำหนดดัชนีหลักของพวกเขา

ประเภทของการแปลง

• ก้อนติดต่อที่ใช้ในการติดต่อโดยตรงกับตัวอย่างทดสอบ วัดกับพวกเขาได้ง่ายดังนั้นพวกเขาจึงมักจะใช้มากขึ้น
• แปลงสายล่าช้าประกอบด้วยพลาสติกอีพ็อกซี่หรือกระบอกควอทซ์เป็นตัวกลางระหว่างองค์ประกอบที่ใช้งานและวัตถุทดสอบ เหตุผลหลักสำหรับการใช้งานของพวกเขา - วัดของวัตถุบางที่มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะแยกพักระตุ้นจากเสียงสะท้อนด้านล่าง บรรทัดล่าช้าสามารถทำหน้าที่เป็นฉนวนความร้อนปกป้ององค์ประกอบที่ไวต่ออุณหภูมิเครื่องตรวจจับจากการสัมผัสโดยตรงกับวัสดุร้อน นอกจากนี้ก็สามารถเกิดขึ้น, ปรับปรุงการจับในเว้าคมหรือพื้นผิวนูน
• ก้อนจุ่มสำหรับการจัดหาพลังงานอะคูสติกกับองค์ประกอบการวัดโดยใช้อ่างน้ำหรือคอลัมน์ พวกเขาจะใช้สำหรับการตรวจวัดของวัตถุที่เคลื่อนที่สำหรับการสแกนหรือการเพิ่มประสิทธิภาพของการมีเพศสัมพันธ์ในที่ที่มีรัศมีคมร่องหรือช่องทาง
• แปลงที่มีสององค์ประกอบที่ใช้ใน shirinomerah กัดกร่อนสำหรับการกำหนดความกว้างของวัตถุที่มีขรุขระพื้นผิวที่สึกกร่อน มันประกอบด้วยส่งแยกต่างหากและองค์ประกอบที่ได้รับการติดตั้งที่มุมเล็กน้อยกับสายล่าช้าที่จะมุ่งเน้นการใช้พลังงานในระยะทางที่เลือกไว้ด้านล่างพื้นผิวของตัวอย่างที่วัด แม้ว่าวัดดังกล่าวไม่ถูกต้องเป็นประเภทอื่น ๆ ของเซ็นเซอร์พวกเขามักจะให้ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นมาก

อัลตราโซนิกเครื่องวัดความหนา: การเรียนการสอน

เพื่อเตรียมความพร้อมสำหรับการแปลงสัญญาณวัดจะต้องมีการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ที่เปิดใช้งานการตั้งค่าความเร็วของเสียงและสอบเทียบ การทำเช่นนี้ใช้เล็ก ๆ น้อย ๆ ของวัสดุที่ติดต่อในการสอบเทียบมาตรฐานแนบเซ็นเซอร์และเปิดใช้งานโหมดการสอบเทียบ ขั้นตอนนี้จะต้องดำเนินการหลังจากการเปลี่ยนแปลงกระแสไฟฟ้าหรือแบตเตอรี่ สายพันธุ์ของความหนาของการสอบเทียบที่รู้จักและความเร็วของเสียง

สำหรับการตรวจวัดจะต้องนำไปใช้กับพื้นผิวของวัตถุและเพื่อให้เซ็นเซอร์ติดต่อตัวแทน ผลที่ตามมาจะปรากฏบนจอแสดงผล เป็นไปได้ที่จะใช้อุปกรณ์ในโหมดสแกนตัวอย่างเช่นในการค้นหาความหนาที่เล็กที่สุดของวัสดุ นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จะกำหนดค่าการเตือนภัยเพื่อแจ้งสถานที่ที่มีขนาดกำแพงน้อยกว่าค่าที่ตั้งไว้

สำหรับการวัดความเร็วของเสียงที่จะวัด caliper วัตถุหรือไมโครเมตรแนบแปลงและรอผล โดยการตั้งค่าก่อนวัดกดปุ่มเพื่อบันทึกข้อมูลในหน่วยความจำ อุปกรณ์บางอย่างช่วยให้การถ่ายโอนข้อมูลไปยังเครื่องคอมพิวเตอร์

ความหนาอัลตราโซนิก: ความคิดเห็น

ผู้ใช้งานในเชิงบวกประเมินขนาดที่เล็กกะทัดรัดใช้งานง่าย, ความน่าเชื่อถือ, ความสะดวกในการสอบเทียบอุปกรณ์ที่ทันสมัย ผู้เชี่ยวชาญทราบกรณีที่ไม่มีทางเลือกในอุปกรณ์ประเภทนี้เมื่อมีการประเมินสภาพของรถยนต์ที่มีคุณภาพของประสิทธิภาพการทำงานของการออกกำลังกายที่ อุปกรณ์ที่ทำให้มันเป็นไปเพื่อตรวจสอบว่ารถคือการทาสีและไม่ว่าจะมีส่วนเกี่ยวข้องในการเกิดอุบัติเหตุ ความหนาซึ่งไม่มี couplant ที่จำเป็นเช่นเดียวกับความสามารถในการดำเนินการด้วยตนเองสอบเทียบเป็นที่นิยมมากที่สุด

วัสดุและช่วง

ความหนาของอัลตราโซนิก, หลักการที่ถูกเลือกขึ้นอยู่กับองค์ประกอบในการวัดช่วงเรขาคณิตอุณหภูมิต้องการความถูกต้องและเงื่อนไขที่เป็นไปได้อื่น ๆ บางครั้งก็ขาดไม่ได้

ประเภทของวัสดุและขอบเขตของการวัดเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการเลือกอุปกรณ์และอินเวอร์เตอร์ สารหลายชนิดรวมทั้งโลหะเซรามิกและแก้วอัลตราซาวนด์ที่จะดำเนินการได้อย่างมีประสิทธิภาพมากและอนุญาตให้มีการวัดในช่วงกว้าง พลาสติกส่วนใหญ่จะดูดซับพลังงานและดังนั้นจึงมีการ จำกัด ช่วงความหนาสูงสุด แต่ในส่วนสถานการณ์การทำงานวัดไม่ทำให้เกิดปัญหา ยางไฟเบอร์กลาสและวัสดุคอมโพสิตหลายดูดซับความเข้มแข็งมากขึ้นและต้องใช้เครื่องส่งสัญญาณมากขึ้นและรับที่เหมาะสมสำหรับการดำเนินงานที่มีความถี่ต่ำ

ความหนากำหนดประเภทของแปลงที่ วัตถุบางวัดที่ความถี่สูงและทำให้หมาด ๆ หนาหรือ - ต่ำ สำหรับวัสดุที่บางมากใช้สายล่าช้าแม้ว่าพวกเขาเช่นเดียวกับก้อนจุ่มมีข้อ จำกัด ในการวัดความหนาเนื่องจากการรบกวนจากเสียงสะท้อนหลาย ในกรณีที่กว้างวัตถุหรือสิ่งของที่ประกอบด้วยวัสดุหลายประเภทอาจต้องใช้ที่แตกต่างกันของเซ็นเซอร์

ความโค้งของพื้นผิว

ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพของความโค้งของพื้นผิวสัมผัสระหว่าง transducer และวัตถุที่จะวัดจะลดลง แต่ลดลงรัศมีความโค้งจะต้องลดลงความละเอียดเซ็นเซอร์ การวัดรัศมีขนาดเล็กมากอาจจำเป็นต้องมีการใช้งานของสายการล่าช้าหรือก้อนสัมผัสจุ่ม นอกจากนี้ยังสามารถนำมาใช้สำหรับการวัดในร่องฟันผุและสถานที่อื่น ๆ ที่มีการ จำกัด การเข้าถึง

อุณหภูมิ

ติดต่อก้อนโดยทั่วไปจะมีผลบังคับใช้กับวัตถุที่อุณหภูมิ 50 องศาเซลเซียส วัสดุร้อนอื่น ๆ สามารถสร้างความเสียหายเซ็นเซอร์เนื่องจากผลของการขยายตัวทางความร้อน ในกรณีเช่นนี้คุณควรใช้อินเวอร์เตอร์ที่มีสายล่าช้าทนความร้อนที่อุณหภูมิสูงหรือแช่เซ็นเซอร์ที่มีสององค์ประกอบ

ในบางกรณีที่มีระดับต่ำวัตถุอะคูสติกสมรรถภาพ (ความหนาแน่นคูณด้วยความเร็วของเสียง) จะเชื่อมต่อกับวัสดุที่มีความต้านทานสูงอะคูสติก ตัวอย่างทั่วไป - พลาสติกยางและกระจกเคลือบเหล็กหรือโลหะอื่น ๆ แก้วและเคลือบพอลิเมอ ในกรณีนี้สะท้อนจากเขตแดนระหว่างสองวัสดุที่จะ fazoinvertirovannym - กลับด้วยความเคารพต่อเสียงสะท้อนจากเขตแดนกับอากาศ นี้สามารถแก้ไขได้โดยเพียงแค่การเปลี่ยนการตั้งค่าของอุปกรณ์ แต่ถ้าไม่มีอะไรจะทำแล้วอ่านจะไม่ถูกต้อง

ความผิดพลาด

การวัดความถูกต้องได้รับผลกระทบจากหลายปัจจัยรวมทั้งการตรวจสอบการวัดความหนาล้ำของพวกเขาและการสอบเทียบความเร็วสม่ำเสมอในสารลดทอนและการกระจายของเสียงพื้นผิวที่ขรุขระและโค้งพื้นผิวการสื่อสารที่ดีและความเท่าเทียมด้านล่าง ความถูกต้องจะประสบความสำเร็จที่ดีที่สุดโดยใช้มาตรฐานของขนาดที่รู้จักกัน ด้วยข้อผิดพลาดการสอบเทียบที่เหมาะสมหนาล้ำ± 0.01 มิลลิเมตรและแม้กระทั่ง± 0,001 มิลลิเมตร เส้นความล่าช้าหรือการแช่ก้อนในโหมดที่สามยังปรับปรุงความถูกต้องวัด