Толщиномеры ультразвуковые
Звуковое измерение толщины считается неразрушающим однобоким способом определения длины источника. Он резв, качественен, многогранен и, в отличии от микрометра либо штангенциркуля, не требует доступа к 2-м граням объекта. Первые платные детекторы, применяющие принцип сонара, возникли в середине 1940 годов. Незначительные передвижные аппараты, улучшенные для большого диапазона применений, стали обычными в 1970-е годы. А инновации в сфере микропроцессорной техники позволили добиться нового значения правильности, простоты и миниатюрности.
Изготовлением механизмов занимается огромное количество популярных организаций. В их числе – германская организация Siemens, североамериканская Dakota Ultrasonics, английская Cygnus. В РФ аппараты производят такие компании, как НПФ «АКС», НПК «Поток», НПЦ «МаксПрофит» и другие.
Что можно определить?
Почти любой стандартный конструкционный источник вполне может быть измерен при помощи ультразвука. Ультразвуковые детекторы могут быть настроены на сплавы, пластики, композиты, волокно, керамику и окно. Также вероятны замеры экструдированных пластмасс и проката в ходе изготовления — как автономных оболочек либо покрытий, так и двухслойных изделий, воды и химических примеров. Вторая процедура, где просто нужен звуковой толщинометр 45mg, – определение толщины кирпича, систем из бетона, асфальта и высоких пород. Такие измерения всегда неразрушающие и не требуют резки либо разборки субъекта.
Элементы, которые не подходят для стандартного звукового замера из-за плохой передачи индукционных волн, включают древесную породу, бумагу, бетон и вспененные продукты.
Как определить?
Голосовая энергия может возбуждаться в большом диапазоне частот. Осязаемый звук варьируется от 20 до 20 кГц. Чем выше частота, тем выше воспринимаемый тон. Энергия отличной частоты, вне нашего слуха, именуется ультразвуком. В первую очередь звуковой контроль проводится в спектре частот от 500 кГц до 20 МГц, впрочем определенные специальные приборы достигают 50 кГц либо 100 МГц. Вне зависимости от частоты, голосовая энергия представляет из себя машинные колебания, проходящие в некоторой среде, такой как воздух либо сталь, в соответствии с главными законами физики волн.
Для измерений применяют звуковой толщинометр. Механизм работы устройства состоит в четком вычислении времени прохождения импульса от незначительного зонда (преобразователя) через измеряемый субъект, парированного его внешней поверхностью либо далекой стеной. Так как голосовые волны отражаются от границы между неоднородными элементами, это измерение как правило выполняется с одной стороны, в режиме «импульс/эхо».
Агрегат имеет электрический элемент, который волнуется длинным спортивным импульсом для генерации разрывных звуковых волн. Они посылаются в измеряемый источник и проходят через него, пока не сталкиваются с задней стеной либо иным осложнением. Парированная волна возвращается к датчику, модифицирующему машинные колебания в электроэнергию. В сути, толщиномеры ультразвуковые слушают эхо с обратной стороны. Как правило интервал времени между командированным и парированным знаком составляет всего несколько миллиардных частей сек. В электроприбор занесены данные о скорости звука в исследуемом источнике, из которого он может потом высчитать толщину, применяя элементарную точную зависимость: d = V t / 2, где:
- d – длина отдела;
- V – скорость звука;
- t – промеренное время прохождения звука.
Значительный показатель
Принципиально обозначить, что скорость звука в исследуемом субъекте считается значительной частью данного расчета. Разные элементы передают голосовые волны по-всякому. В большинстве случаев, в жестких субстанциях она выше, а в мягких – ниже. Помимо этого, она может существенно изменяться с температурой. При этом всегда нужно градуировать толщиномеры ультразвуковые на скорость в измеряемом источнике, от которой напрямую находится в зависимости пунктуальность показаний устройства.
Голосовые волны в мегагерцевом спектре через воздух проходят слабо, вследствие этого для усовершенствования передачи звука между излучателем и эталоном вмещается капля монтажной воды. Как правило в роли контактной воды применяется глицерин, пропиленгликол, жидкость, масло и гель. Довольно незначительного числа воды, чтобы заполнить очень узкий зазор.
Режимы измерения
Изготовители звуковых толщиномеров определяют временной промежуток прохождения энергии через испытываемый пример 3-мя методами:
- Интервал между импульсом побуждения, который производит голосовую волну и первым возвращающимся эхом за минусом незначительного значение смещения, возмещающего задержки в приборе, кабеле и преобразователе.
- Промежуток времени между отданным эхом от плоскости примера и первым парированным эхом.
- Интервал между 2-мя поочередными грунтовым эхо-сигналами.
Выбор режима, в большинстве случаев, приказывает вид преобразователя, и точные условия дополнения. Первый порядок применяется с контактным датчиком и советуется для многих применений. В третьем находится черта задержки либо погружные преобразователи, использующиеся на пластичных и прогнутых поверхностях, в закрытом пространстве, для измерения передвигающегося источника либо субъектов с повышенной температурой.
3-й порядок также применяет линии задержки либо погружные детекторы и, в большинстве случаев, гарантирует хорошую пунктуальность и оптимальное максимальное разрешение толщины. Как правило используется, когда качество измерений в 1-м либо 2-ом режиме неудовлетворительное. Но заключительный порядок подходит лишь для элементов, которые создают аккуратные многократные эхосигналы, в большинстве случаев, с невысоким признаком затухания, как у мелкозернистых металлов, стекла, керамики.
2 вида механизмов
Толщиномеры ультразвуковые, в большинстве случаев, делятся на 2 вида: коррозийные и прецессионные. Одним из самых важных их применений считается определение исчезающей длины стены железных труб, резервуаров, конструкционных компонентов и сосудов большого давления, которые подвергаются внешней ржавчины и не в состоянии быть видимы с внешней стороны. Толщиномеры ультразвуковые коррозийные для этого и назначены. В них применяются способы обработки сигналов, которые оптимизированы для обнаружения максимальной исчезающей длины стен в топорных и заржавелых примерах со специальными двухэлементными датчиками.
В других вариантах советуют использовать точные аппараты с одиночными преобразователями, – для металлов, пластмасс, стекловолокна, композитов, резины и керамики. Сделано большое количество различных датчиков прецессионных механизмов, способные определять с точностью ±0,025 миллиметров и выше, что превосходит характеристики коррозийных датчиков.
ГОСТ толщиномеры ультразвуковые систематизирует по предназначению, стадии автоматизации, безопасности от влияния окружающей среды, стойкости к машинным действиям, и устанавливает их главные характеристики.
Виды преобразователей
- Контактные детекторы применяются при прямом соприкосновении с испытуемым эталоном. Измерения при их помощи элементарны, вследствие этого они используются в первую очередь.
- Преобразователи с чертой задержки имеют пластмассовый, эпоксидный либо кварцевый цилиндр в роли промежуточного звена между серьезным объектом и исследуемым субъектом. Ключевая причина их применения – измерение узких субъектов, где принципиально изолировать импульсы побуждения от грунтовых эхо-сигналов. Черта задержки может служить теплоизолятором, обороной термочувствительного элемента датчика от непосредственного контакта с жаркими элементами. Также ей можно дать фигуру, улучшающую соединение при быстро прогнутых либо согнутых поверхностях.
- Погружные преобразователи для телега голосовой энергии к измеряемому объекту применяют водную колонну либо ванну. Их используют для измерений передвигающихся субъектов, для распознавания либо оптимизации сцепления в случае наличия резких радиусов, канавок либо телеканалов.
- Преобразователи с 2-мя элементами применяются в коррозийных шириномерах для определения длины субъектов с топорной, корродированной поверхностью. Заключаются из автономного представляющего и принимающего элемента, поставленных под незначительным углом к линии задержки, чтобы сосредоточить энергию на избранное отдаление под поверхностью измеряемого примера. Впрочем такие измерения не настолько точны, как у датчиков прочих видов, они, в большинстве случаев, обеспечивают существенно отличную мощность.
Толщинометр звуковой: аннотация
Для подготовки к выполнению измерений необходимо подключить агрегат к устройству, подключить его, задать скорость звука и проградуировать. Для этого необходимо принести незначительно контактного вещества на градировочный мерило, приложить приемник и подключить порядок калибровки. Эту процедуру нужно в обязательном порядке делать после смены преобразователя или аккумуляторов. Вероятны виды калибровки по знаменитой толщине и скорости звука.
Для выполнения измерений нужно на плоскость субъекта принести контактное вещество и приложить приемник. Итог отобразится на экране. Вероятно применение устройства в режиме распознавания, к примеру, для поиска минимальной толщины источника. Также можно настроить подачу знака для обнаружения места с габаритом стены меньше поставленного значения.
Для замера скорости звука нужно определить субъект штангенциркулем либо микрометром, приложить агрегат и дожидаться итога. Определив сначала промеренное значение, нажать клавишу для сохранения данных в памяти устройства. Определенные устройства дают возможность транслировать итоги на ПК.
Звуковой толщинометр: оценки
Клиенты позитивно расценивают малогабаритный объем, удобство в применении, долговечность, легкость калибровки сегодняшних устройств. Эксперты выделяют неимение альтернатив устройствам этого вида при оценке положения авто, качества проведения кузовных работ. Устройство дает возможность установить, перекрашивалось ли авто и принимало участие ли оно в ДТП. Толщиномеры, для работы которых не нужно контактная жидкость, и способные вести самокалибровку, пользуются самой большой известностью.
Источник и спектр
Звуковой толщинометр, механизм работы которого выбирается исходя из состава, спектра измерений, геометрии, температуры, условий к правильности и прочих вероятных требований, иногда просто незаменим.
Вид источника и лимиты измерений считаются наиболее значительными причинами при избрании устройства и преобразователя. Очень многие вещества, включая большинство металлов, керамику и окно, проводят звук крайне действенно и дают возможность вести замеры в большом спектре. Большинство пластмасс стремительней съедают энергию и, стало быть, имеют не менее урезанный предельный спектр толщины, однако в большинстве производственных случаев измерения неприятностей не вызывают. Покрышка, волокно и очень многие композитные элементы съедают намного мощнее и требуют огромных передатчиков и приемников, улучшенных для работы на невысоких частотах.
Длина устанавливает и вид преобразователя. Узкие субъекты определяют на больших частотах, а ??тучные либо демпфирующие – на невысоких. Для крайне узких элементов применяется черта задержки, впрочем они, и погружные преобразователи урезаны по толщине измерения из-за нарушений от неоднократного эха. В случае больших субъектов либо объектов, заключающихся из нескольких элементов, могут потребоваться детекторы различных видов.
Дуга плоскости
С повышением кривизны плоскости результативность контакта между преобразователем и измеряемым субъектом понижается, вследствие этого с понижением радиуса кривизны должен быть уменьшен объем датчика. Измерение крайне небольших радиусов может потребовать использования полос задержки либо неконтактных погружных преобразователей. Они также могут быть применены для замеров в пазах, полостях и прочих местах с урезанным доступом.
Температура
Контактные преобразователи, в большинстве случаев, применимы при температуре субъекта до 50 °C. Не менее жаркие элементы могут испортить приемник вследствие эффекта термического расширения. При таких раскладах всегда необходимо применять преобразователи с теплостойкой чертой задержки, иммерсионные либо пирогенные детекторы с 2-мя элементами.
В некоторых случаях субъект с невысоким звуковым противодействием (насыщенность, поднятая на скорость звука) объединен с элементом с отличным звуковым импедансом. Обычные образцы – пластиковые, пластиковые и пустые напыления стали либо прочих металлов, и полимерное покрытие стекловолокна. При этом эхо от границы между 2-мя элементами будет фазоинвертированным – перелицованным по отношению к эху от границы с воздухом. Это можно поправить элементарным развитием опции устройства, но в случае если ничего не сделать, то сведения будут неправильными.
Ошибку
На пунктуальность измерений оказывает влияние большое количество обстоятельств, и в том числе выверка толщиномеров звуковых, их сортировка, равномерность скорости в веществе, успокоение и разнесение звука, шероховатость и дуга плоскости, ужасная зависимость и грунтовая непараллельность. Пунктуальность предпочтительнее добивается при применении идеалов знаменитого объема. При верной калибровке ошибку звукового толщиномера составляет ±0,01 миллиметров и ±0,001 миллиметров. Линии задержки либо иммерсионные детекторы в 3-ем режиме также увеличивают пунктуальность измерений.