Ультразвуковой толщиномер – принцип измерения (+ 3 видео)

Содержание

Применения ультразвукового толщиномера. Измерение через покрытие

Ультразвуковой толщиномер – принцип измерения  (+ 3 видео)

Ультразвуковой толщиномер DM5E – это универсальный прибор , который отлично подойдет  для решения широкого круга задач в сфере ультразвуковой толщинометрии (UTT). Ультразвуковой толщиномер позволяет с высокой точностью измерить толщину объекта без каких-либо  разрушений , поэтому данный метод контроля относится к сфере НК (неразрушающего контроля).

Толщиномеры DM5E – это простые в обращении ультразвуковые приборы с отличными рабочими характеристиками и множеством функциональных возможностей. Сам прибор имеет легкий и прочный корпус (IP-54). Благодаря компактному размеру и эргономичному дизайну с толщиномером можно работать одной рукой. 

Несмотря на свою простоту, прибор оснащен богатым пользовательским интерфейсом и удобной клавиатурой. Использование специально разработанных высокочувствительных и высокотемпературных преобразователей сделает возможным проведение контрольных операций даже в жестких погодных условиях, например при высоких температурах (до +204 гр.С с использованием датчика DA-590). 

Наличие специального режима DUAL MULTI, позволяет измерять толщину основного металла через нанесенное покрытие (при толщинах покрытия от 0,30 мм до 2,50 мм, к примеру лакокрасочное покрытие). 

Отметим, что для ультразвуковых толщиномеров представленной модели DM5E характерно наличие множества режимов. В зависимости от условий контроля и сложности поставленных задач, оператор может самостоятельно задавать тот или иной режим измерения и добиваться точных результатов.

Толщиномер DM5E прошел контрольные испытания и внесен в реестр СИ РБ.

Подготовка:

Рис.1 Упаковка прибораРис.2 Включения режима dual multi

Перед использованием толщиномера DM5E сам прибор и преобразователь необходимо откалибровать, используя один или несколько стандартных настроечных образцов с известной толщиной.(Калибровка прибора – читать подробнее в руководстве по эксплуатации Раздел 3.3 Калибровка прибора стр. 26) 

Для проведения измерений мы используем стандартный образец-ступенька для настройки ультразвукового толщиномера, а так же набор калибровочных пленок/пластин с разной толщиной производства компании Elcometer. 

Между изделием и рабочими поверхностями ультразвуковых преобразователей должен быть обеспечен надежный акустический контакт. 

Для этого применяется специализированная контактная смазка-гель. Не стоит пренебрегать  этим аспектом, так как возрастет уровень погрешности измерений.  

Убедившись , что вся подготовка проведена правильна и мы имеем все необходимое , можно переходить к самим измерениям. 

Выбор правильно режима измерений:

Защитные покрытия, включая краску, вызывают ошибочные результаты измерения толщины основного металла при использовании стандартных режимов измерения. Кроме того, зачистка поверхности для измерения и повторное нанесение покрытия предполагает значительный расход времени и средств. 

С функцией Dual Multi реализованной в толщиномере DM5E нет необходимости удалять лакокрасочное покрытие. Нужно всего лишь выбрать режим Dual Multi (см рис.2), установить преобразователь на поверхность изделия и провести измерение.

Режим Dual Multi позволяет измерить толщину изделия через покрытие, производя измерения между последовательными донными эхосигналами.  Диапазон измерения для каждого преобразователя изменяется в зависимости от типа и толщины покрытия, толщины металла, качества соединения покрытия с металлом. Данный режим работает со всеми датчиками серии  DA для толщиномеров.

Процесс измерения через покрытие 

Чтобы показания ультразвукового толщиномера были не искажены , необходимо преобразователь прикладывать к поверхности как можно плотнее.  На представленных фотографиях мы видим , что измерения через покрытие и без покрытия – идентичны. 

Рис. 3 Измерение через покрытиеРис. 3 Измерение через покрытие

Очистку прибора и дисплея производить мягкой салфеткой, слегка смоченной водой или нейтральным моющим средством для стекол. Запрещается использовать агрессивные растворители, так как при их применении детали из пластмассы могут быть разрушены или повреждены. 

Правильное обращение с кабелем. Не допускать перекручивания или завязывания в узлы кабеля. • При подсоединении кабеля к прибору или отсоединении держать кабель следует только за разъемы.

Источник: https://www.ndt.by/news/stati/primeneniya-ultrazvukovogo-tolshchinomera-izmerenie-cherez-pokrytie/

Ультразвуковая толщинометрия

Ультразвуковой толщиномер – принцип измерения  (+ 3 видео)

Современный толщиномер ультразвуковой является одним из наиболее распространенных способов неразрушающего определения толщины исследуемой детали машины, строительной конструкции или любого другого изделия.

Немаловажным преимуществом акустического способа контроля можно назвать его универсальность.

Где распространяются УЗ волны?

УЗ волны распространяются в большинстве конструкционных материалов, используемых в современной промышленности, стройиндустрии и машиностроении, будь то –

  • металлические сплавы,
  • керамика,
  • стекло,
  • эпоксидные смолы,
  • пластик или бетон.

Функции ультразвукового измерения

Акустический метод контроля позволяет выполнять ряд важных аналитических операций, позволяющих обеспечить безопасность эксплуатации тех или иных изделий, строительных конструкций или трубопроводов. Среди таких методик анализа:

  • Измерение толщины;
  • Дефектоскопия полнотелых объектов;
  • Поиск течей и контроль сварных швов.

Применение подобных дефектоскопов позволят обеспечить высокую точность измерений, аналитических вычислений и определения физико-химических свойств исследуемого материала без его разрушения и фрагментирования.

Принцип действия

В основу работы ультразвукового толщиномера положено свойство упругих механических волн отражаться от поверхности и возвращаться к источнику колебаний с постоянной скоростью.

Основным рабочим органом прибора можно назвать пьезоэлектрический преобразователь, который генерирует звуковые колебания высокой частоты, преобразовывая в них высокочастотные электрические импульсы.

Полученные упругие механические колебания распространяются в теле исследуемого объекта на глубину от их ввода до отражающей донной поверхности.

Далее волны возвращаются с той же скоростью в ПЭП, где проходят обратную трансформацию в электромагнитные колебания с дальнейшим считыванием полученной информации вычислительным модулем.

Измерив время между излучением и возвратом волны, можно с легкостью получить расстояние, которое прошла волна. Умножая полученный временной отрезок на известную скорость распространения колебаний в той или иной среде, мы получим искомое расстояние, т.е. толщину анализируемого слоя.

УЗК профессиональные толщиномеры выполняют все вычисления автоматически по заданному алгоритму благодаря специальному программному обеспечению. Оператору остается лишь выбрать вид исследуемого материала и провести непосредственное физическое исследование с помощью преобразователя на контролируемом объекте.

Аналитика результатов

База данных современных акустических измерителей толщины содержит большинство всех распространенных материалов, благодаря чему процесс аналитики и ввода исходных данных полностью реализуется в автоматическом режиме с выводом готовых результатов на монитор или в накопитель памяти для дальнейшей обработки на компьютере.

Сочетая генератор УЗВ с роликовым измерителем пройденного по поверхности расстояния, удается создать универсальный анализатор состояния рельефа детали с последующим переносом массива данных в ПК для дальнейшей обработки.

Графическая визуализация дает возможность точно определить характер износа и показатели шероховатости изделия.

Дефектоскопия деталей и сварных швов

С помощью акустических волн высокой частоты удается проводить достаточно точное и эффективное исследование пористости материала, его изношенности, усталости и прочих негативных характеристик, влияющих на нормальную эксплуатацию изделия. Равно как и измерители толщины, акустический дефектоскоп применяется к большинству конструкционных материалов металлического, полимерного или минерального происхождения.

Проведение анализа качества сварных швов является одним из главных залогов безопасности эксплуатации статичных конструкций и механизмов, работающих в постоянных динамических нагрузках.

Безопасное функционирование газопроводов гарантировано лишь при отсутствии пробелов в соединительных швах, а нормативная несущая способность железобетонного конструкции обеспечивается при условии отсутствия раковин и прочих пустот в теле ЖБИ.

Преимущества

Контроль сварных швов и пористости тела с помощью УЗВ имеет ряд важных технико-эксплуатационных преимуществ:

  • Точное выявление даже самые малозначительные отклонения от нормы благодаря высокой чувствительности анализатора;
  • Обнаружение всех скрытых дефектов благодаря высокой проницаемости в различные металлические и неметаллические среды;
  • Возможность проведения анализа при одностороннем доступе к объекту;
  • Высокая точность определения локализации и размеров дефекта.

Не последнее место в перечне положительных характеристик приборов УЗК занимает безопасность для здоровья оператора. Характеристики работы акустической аппаратуры полностью соответствуют правилам охраны труда и стандартам безопасности.

Источник: https://speranza-ua.com/news/ultrazvukovaya-tolshhinometriya/

Чем измерить толщину металла

Ультразвуковой толщиномер – принцип измерения  (+ 3 видео)

Толщиномер (неправ.

толщинометр) — это измерительный прибор, позволяющий с высокой точностью измерить толщину материала или слоя покрытия материала (такого как краска, лак, грунт, шпаклёвка, ржавчина, толщину основной стенки металла, пластмасс, стекла, а также других неметаллических соединений, покрывающих металл). Современные приборы позволяют измерить толщину покрытия без нарушения его целостности.

Сфера применения [ править | править код ]

Применяется в автомобильной, судостроительной промышленности для контроля качества лакокрасочного покрытия транспортных средств, в ремонтных работах, для определения состояния кузова или обшивки по результатам эксплуатации.

В строительстве применяется для определения толщины покрытия металла, имеющего в своём составе противопожарные, антикоррозийные и другие виды компонентов, используемые при создании конструкций зданий.

Толщиномер применяется в работе экспертов-оценщиков, страховщиков, профессиональных полировщиков, контролирующих качество проведения покрасочных работ.

Виды толщиномеров [ править | править код ]

Толщиномеры делятся по принципу их работы, сфере применения, а также способу произведения измерений на:

  • механические
  • электромагнитные
  • ультразвуковые
  • магнитные
  • вихретоковые
  • электромагнитновихретоковые

Механические толщиномеры [ править | править код ]

Толщиномер мокрого слоя предназначен для оперативного контроля неотвердевших лакокрасочных покрытий, чтобы затем сделать выводы о толщине сухой плёнки.

Контроль толщины наносимого лакокрасочного покрытия позволяет избежать возникновения проблем связанных с укрывистостью, скоростью сушки, внешним видом покрытия, перерасходом краски и т.д.

Толщиномеры мокрого слоя изготавливаются из пластмассы, алюминия или нержавеющей стали согласно требованиям стандартов ISO 2808-2007, ASTM D 4414 (гребёнка), ASTM D 1212 (колесный толщиномер), ГОСТ Р 51694-2000.

При контроле толщины мокрого слоя с помощью гребёнки, последнюю вдавливают в покрытие перпендикулярно поверхности и прижимают до основания. Через несколько секунд её извлекают для осмотра. Толщина мокрого слоя находится в диапазоне между максимальным значением «мокрого» зубца и минимальным значением «сухого» зубца гребёнки.

Электромагнитные толщиномеры [ править | править код ]

В приборах данного вида для измерений используются как магнитная индукция, так и эффект Холла, позволяющий проводить измерения плотности магнитного поля. Для создания магнитного поля чаще всего используется мягкий ферромагнитный стержень с катушкой.

Также, в свою очередь, для обнаружения каких-либо изменений в магнитном потоке применяется второй стержень с катушкой. Толщина покрытия определяется путём измерения плотности магнитного потока.

Допустимый процент погрешности измерений для приборов данного типа равен ± 3%.

Вихретоковые толщиномеры [ править | править код ]

Для проведения измерений непроводящих покрытий без их разрушения используются толщиномеры с вихретоковым принципом действия.

На поверхности зонда прибора с помощью тока (с частотой от десятков КГц до единиц МГц), проходящего через катушку, на которую намотана тонкая проволока, генерируется переменное магнитное поле.

При приближении зонда к токопроводящей поверхности, переменное магнитное поле генерирует на ней вихревые токи (токи Фуко). Вихревые токи создают собственные (противоположные первичному) электромагнитные поля, которые могут быть измерены основной или второстепенной обмоткой.

Вихретоковый метод используется преимущественно для хорошо проводящих поверхностей, в частности сделанных из цветных металлов (например алюминий). Величина напряжения на измерительной обмотке (измеряемая величина) зависит от расстояния от неё до электропроводящей поверхности, которая и является толщиной непроводящего покрытия.

Ультразвуковые толщиномеры [ править | править код ]

Для ультразвуковых толщиномеров характерно наличие ультразвукового датчика в зонде, который посылает импульс через анализируемое (чаще всего неметаллическое) покрытие.

Импульс отражается от поверхности и затем преобразуется датчиком в высокочастотный электрический сигнал. Эхо сигнала оцифровывается и анализируется для определения толщины покрытия.

Допустимый процент погрешности измерений для приборов данного типа равен ± 3%.

Преимущества использования ультразвуковых толщиномеров:

Ультразвуковые толщиномеры часто используются в ситуациях, когда имеется доступ только к одной стороне поверхности изделия, толщина которого должна быть определена, например: трубопроводы или в тех местах, где простые механические измерения невозможны или нецелесообразны по другим причинам, таким как, размер изделия или ограниченный доступ.

Факт того, что измерение толщины может быть сделано легко и быстро с одной стороны, без необходимости вырезания какой-либо части, является главным преимуществом использования ультразвукового толщиномера. Практически любой конструкционный материал может быть измерен с помощью ультразвука.

Ультразвуковой толщиномеры может быть использован для металлов, пластмасс, композитов, стекловолокна, керамики и стекла.

Ультразвуковой контроль является одним из методов неразрушающего контроля без необходимости резки или секционирования. Диапазон измерений зависит от материала и выбранного преобразователя, и может быть в пределах от 0,08 мм до 635 мм. (Как правило такие материалы как: дерево, бетон, бумага и пенопласта обычно не подходят для измерения с обычными ультразвуковыми датчиками).

Все ультразвуковые толщиномеры работают на основе очень точного измерения времени необходимого звуковому импульсу, сгенерированному преобразователем, для прохождения через тестовый образец.

Поскольку звуковые волны отражаются от поверхности материала, измерение эхо от дальней стороны образца может быть использовано с целью измерения его толщины, таким же образом, как радар или сонар для измерения расстояния.

Разрешение может быть в пределах 0,001.

Источник: https://ravon-r2.ru/chem-izmerit-tolshhinu-metalla/

Ультразвуковой толщиномер – принцип измерения (+ 3 видео) – Stroim24.info

Ультразвуковой толщиномер – принцип измерения  (+ 3 видео)

Ультразвуковой толщиномер считается самым популярным видом подобных устройств, благодаря своей доступности и простоте использования. Причем модификаций его существует множество, а значит, для себя найдут модель и профессионалы, и обыватели. Разберемся в особенностях этого прибора вместе с вами.

Само название устройства уже намекает на то, что основным рабочим инструментом является звуковая волна УЗ-частот. Процесс измерения происходит довольно быстро, и описать его можно следующим образом.

На корпусе прибора имеется датчик, который чувствителен к ультразвуку, он встроен в зонд, который и приставляется к исследуемой поверхности.

Выбирается место, в котором нужно померить толщину покрытия, например, ЛКП, прижимаем зонд к выбранной точке, даем команду прибору нажатием кнопки.

Зонд испускает ультразвуковую волну, она проходит через покрытие, достигает поверхности, которая находится под ним, и отражает импульс обратно.

Обычно таким материалом является металл, очень часто это основное условие, предъявляемое к подложке, для удачного измерения. Отраженная волна попадает на датчик зонда, своеобразное эхо, и преображается в электрический импульс.

Дальше электроника оцифровывает его и анализирует, посредством формул вычисляет путь, т.е. толщину покрытия, которую успел пройти УЗ.

Этот принцип работает не только для покрытий с металлической подложкой, но и для измерения толщины самого металла. Просто анализируется импульс до тех пор, пока он не перестанет отражаться, это значит, что он прошел металл насквозь, отсюда и выдается результат.

А в целом, такие толщиномеры измеряют практически все популярные в быту и промышленности материалы: керамика, пластик, стекло и прочее.

Разрешение метода не допускает только измерение бумаги, дерева, пенопласта или бетонного слоя, потому что это либо слишком тонкие образцы, либо слишком широкие.

Примерный диапазон измерения начинается от 0,08 мм и достигает толщины 635 мм, точность самых лучших приборов находится в районе 0,001 мм. Все приборы такого класса редко совершают ошибку, которая превышает 3 %, даже самые бюджетные.

Фото принципа измерения ультразвуковым толщиномером, ndt-club.com Фото ультразвукового толщиномера металла, ndt-club.com Фото как измерять толщиномером, condtrol.com На фото — ультразвуковой толщиномер металла, pgpribor.com Фото ультразвуковых толщиномеров, pgpribor.com

Специфика ультразвукового толщиномера

Первым и самым броским его достоинством считается неразрушающий способ снятия показаний. Сегодня крайне редко, кроме особых лабораторных условий, у нас есть возможность препарировать образец для исследования.

Мы не можем надрезать, стирать или процарапывать покрытие в глубину, чтобы потом замерять толщину повреждения. Именно поэтому УЗ-прибор стал настолько популярным во многих сферах.

Но он не единственный, кто не разрушает покрытие при измерении, чем же еще он привлек пользователей?

Статья в тему:  Различия тросов по материалу изготовления (+ 3 видео)

Действительно, это далеко не единственная его прелесть, и только благодаря другим достоинствам он стал, может не всегда лучшим, но оптимальным прибором как бюджетного класса (особенно популярен в этом потребительском диапазоне), так и многих профессиональных сфер. Например, еще одним существенным аргументом в его пользу является возможность измерять толщину покрытия или металла там, где доступна только одна сторона образца, то есть его нельзя зажать между измерительными болтами. Допустим, нам нужно измерять толщину трубы, естественно, приложить измерительные стержни с внешней стороны, а потом с внутренней, и снять измерение, мы не можем. Как раз с помощью УЗ толщиномера проблема решается, так как только внешней стороны нам вполне достаточно.

Двигаемся дальше, если вы уже просмотрели хоть один каталог измерительных приборов для толщины покрытий, то оценили компактность ультразвуковых толщиномеров. Самые простые, для хозяйственных нужд, вообще выглядят, как калькуляторы, и легко помещаются в кармане.

Редко вы встретите такую миниатюрность в линейке устройств с другим принципом действия. К тому же, вы уже догадались, что замеры делаются быстро, а грубой физической силы тут вовсе не понадобится, значит, измерить сможет даже девушка, никогда не специализировавшаяся в данной области исследований.

Отсутствие физических затрат и экономия времени записывается в очередные плюсы.

Да, самые простые толщиномеры не требуют навыков по обращению, но как же быть профессионалам, им вряд ли хватит минимальных запрограммированных функций.

В этом случае нужно купить более «умный» прибор, который имеет функции программирования на различные режимы и установки. И выбор таких приборов действительно велик, именно поэтому универсальность УЗ подхода в измерении является еще одним достоинством.

И, несмотря на заумность настройки профессионального прибора, снять измерения можно будет все также – буквально за секунду.

И последним приятным обстоятельством является возможность синхронизации с более организованными устройствами для обработки массивов данных, также часто встречается неплохой запас памяти и минимальные способности сбора статистики и в самом толщиномере. Но вывод и сбор результатов на компьютер, например, чтобы быстро обработать статистические данные, это существенный плюс. И хотя УЗ устройства не единственные с этой способностью, но, не обладай они ею, их популярность бы поубавилась.

Толщиномер металла ультразвуковой – особенности модельного ряда

Выбирая толщиномер металла ультразвуковой, можно немного запутаться, поэтому постараемся проследить эволюцию сложности приборов на линейке металлических измерителей.

Возможно, это упростит ход ваших рассуждений при покупке и поможет найти оптимальное соотношение нужного набора функций и цены. Начнем с самого простого представителя, серии А1207. Этот «малыш» самый доступный по цене, обладает минимальным набором функций, очень портативный.

Измеряет толщину стенок с довольно демократичными требованиями к их качеству, оценивается оно обычно шероховатостью и радиусом кривизны.

Его собратья серий A1208-1210 получают немного более широкий набор функций, это чаще заключается в разнообразии измеряемых материалов.

А модели еще более высокой пробы типа А1270 становятся умнее, приобретают в помощь от производителя специальные анализаторы, а также предъявляют к поверхности еще меньшие требования по качеству, даже могут потерпеть наличие зазора или ненужного для измерения покрытия. А значит, вам не нужно начисто вычищать и освобождать поверхность. Толщиномеры Булат 1S и Microgage обладают дополнительными функциями не только в измерении, но и в устройстве корпуса или расширенной комплектации, например, первый вариант имеет несколько датчиков, а вторая модель имеет защищенный корпус, что немаловажно для электроники, если работать приходится не в очень сухом помещении.

Есть приборы не только высокой точности, но и с функцией А-скана, которая позволяет построить график исследования поверхности, например, серия 35. Так можно узнать и остаточную прочность металла, подверженного коррозии.

Еще более сложные приборы обладают собственными «мозгами», способными собирать статистику и ее обрабатывать, хранить результаты, отличаются высокой точностью и широтой исследуемых материалов, например, 37DL PLUS, но и стоимость их довольно «кусачая».

Фото одной из моделей толщиномеров, cnrinch.com Фото измерения с помощью толщиномера, cnrinch.com Фото моели ультразвукового толщиномера, wallthicknessgauge.net Фото как пользоваться толщиномером, wallthicknessgauge.net На фото — ультразвуковой толщиномер, wallthicknessgauge.net

Поделитесь с друзьями в соц.сетях

23.10.201910.12.2019 – Stroim24

Источник: https://stroim24.info/ul-trazvukovoy-tolschinomer-princip-izmereniya-3-video/

Толщиномеры ультразвуковые: принцип работы, инструкция, производители, отзывы

Ультразвуковой толщиномер – принцип измерения  (+ 3 видео)

Ультразвуковое измерение толщины является неразрушающим односторонним методом определения ширины материала. Он быстр, надежен, универсален и, в отличие от микрометра или штангенциркуля, не требует доступа к двум сторонам предмета.

Первые коммерческие датчики, использующие принцип сонара, появились в конце 1940 годов. Небольшие переносные приборы, оптимизированные для широкого спектра применений, стали привычными в 1970-е годы.

А инновации в области микропроцессорной техники позволили достичь нового уровня точности, простоты и миниатюрности.

Производством устройств занимается большое число известных компаний. Среди них – немецкая компания Siemens, американская Dakota Ultrasonics, британская Cygnus. В России приборы выпускают такие компании, как НПФ «АКС», НПК «Луч», НПЦ «МаксПрофит» и др.

Что можно измерить?

Практически любой обычный конструкционный материал может быть измерен с помощью ультразвука. Ультразвуковые датчики могут быть настроены на металлы, пластики, композиты, стекловолокно, керамику и стекло.

Также возможны замеры экструдированных пластмасс и проката в процессе производства – как отдельных слоев или покрытий, так и многослойных изделий, жидкости и биологических образцов.

Еще одна операция, где просто необходим ультразвуковой толщиномер, – определение толщины кирпича, конструкций из бетона, асфальта и горных пород. Такие измерения почти всегда неразрушающие и не требуют резки или разборки объекта.

Материалы, которые не подходят для обычного ультразвукового замера из-за плохой передачи высокочастотных волн, включают древесину, бумагу, бетон и вспененные продукты.

Как измерить?

Звуковая энергия может генерироваться в широком спектре частот. Слышимый звук находится в диапазоне от 20 до 20 кГц. Чем выше частота, тем выше воспринимаемый тон. Энергия более высокой частоты, за пределами человеческого слуха, называется ультразвуком.

Чаще всего ультразвуковой контроль осуществляется в диапазоне частот от 500 кГц до 20 МГц, хотя некоторые специализированные инструменты достигают 50 кГц или 100 МГц.

Независимо от частоты, звуковая энергия представляет собой механические колебания, проходящие в определенной среде, такой как воздух или сталь, в соответствии с основными законами физики волн.

Для измерений используют ультразвуковой толщиномер.

Принцип работы устройства заключается в точном вычислении времени прохождения импульса от небольшого зонда (преобразователя) через измеряемый объект, отраженного его внутренней поверхностью или дальней стенкой.

Поскольку звуковые волны отражаются от границы между разнородными материалами, это измерение обычно производится с одной стороны, в режиме «импульс/эхо».

Преобразователь содержит пьезоэлектрический элемент, который возбуждается коротким электрическим импульсом для генерации дискретных ультразвуковых волн. Они посылаются в измеряемый материал и проходят через него, пока не сталкиваются с задней стенкой или другим препятствием.

Отраженная волна возвращается к датчику, преобразующему механические колебания в электрическую энергию. В сущности, толщиномеры ультразвуковые прослушивают эхо с противоположной стороны. Обычно промежуток времени между посланным и отраженным сигналом составляет всего несколько миллионных долей секунды.

В прибор занесены данные о скорости звука в исследуемом материале, из которого он может затем рассчитать толщину, используя простую математическую связь: d = V t / 2, где:

  • d – толщина участка;
  • V – скорость звука;
  • t – измеренное время прохождения звука.

Важный параметр

Важно отметить, что скорость звука в исследуемом объекте является существенной частью этого расчета. Различные материалы передают звуковые волны по-разному.

Как правило, в твердых веществах она выше, а в мягких – ниже. Кроме того, она может значительно изменяться с температурой.

При этом всегда необходимо калибровать толщиномеры ультразвуковые на скорость в измеряемом материале, от которой прямо зависит точность показаний прибора.

Звуковые волны в мегагерцевом диапазоне через воздух проходят плохо, поэтому для улучшения передачи звука между излучателем и образцом помещается капля соединительной жидкости. Обычно в качестве контактной жидкости используется глицерин, пропиленгликоль, вода, масло и гель. Достаточно небольшого количества жидкости, чтобы заполнить чрезвычайно тонкий воздушный зазор.

Режимы измерения

Производители ультразвуковых толщиномеров измеряют временной интервал прохождения энергии через испытываемый образец тремя способами:

  1. Промежуток между импульсом возбуждения, который генерирует звуковую волну и первым возвращающимся эхом за вычетом небольшого значение смещения, компенсирующего задержки в инструменте, кабеле и преобразователе.
  2. Интервал времени между возвращенным эхом от поверхности образца и первым отраженным эхом.
  3. Промежуток между двумя последовательными донным эхо-сигналами.

Выбор режима, как правило, диктует тип преобразователя, а также конкретные требования приложения. Первый режим используется с контактным датчиком и рекомендуется для большинства применений.

Во втором присутствует линия задержки или погружные преобразователи, применяемые на выпуклых и вогнутых поверхностях, в замкнутом пространстве, для измерения движущегося материала или объектов с высокой температурой.

Третий режим также использует линии задержки или погружные датчики и, как правило, обеспечивает высокую точность и наилучшее минимальное разрешение толщины.

Обычно применяется, когда качество измерений в первом или втором режиме неудовлетворительное.

Однако последний режим подходит только для материалов, которые производят чистые множественные эхосигналы, как правило, с низким показателем затухания, как у мелкозернистых металлов, стекла, керамики.

Два типа устройств

Толщиномеры ультразвуковые, как правило, делятся на два типа: коррозионные и прецизионные.

Одним из важнейших их применений является определение остаточной ширины стенки металлических труб, резервуаров, конструкционных деталей и сосудов высокого давления, которые подвержены внутренней коррозии и не могут быть видны снаружи. Толщиномеры ультразвуковые коррозионные для этого и предназначены.

В них используются методы обработки сигналов, которые оптимизированы для обнаружения минимальной остаточной ширины стенок в грубых и ржавых образцах со специализированными двухэлементными датчиками.

В остальных случаях рекомендуют применять высокоточные приборы с одиночными преобразователями, – для металлов, пластмасс, стекловолокна, композитов, резины и керамики. Создано множество разнообразных датчиков прецизионных устройств, которые способны измерять с точностью ±0,025 мм и выше, что превышает показатели коррозионных измерителей.

ГОСТ толщиномеры ультразвуковые классифицирует по назначению, степени автоматизации, защищенности от воздействия внешней среды, стойкости к механическим воздействиям, а также определяет их основные показатели.

Типы преобразователей

  • Контактные датчики используются при непосредственном соприкосновении с испытуемым образцом. Измерения с их помощью просты, поэтому они применяются чаще всего.
  • Преобразователи с линией задержки содержат пластиковый, эпоксидный или кварцевый цилиндр в качестве промежуточного звена между активным элементом и исследуемым объектом. причина их использования – измерение тонких объектов, где важно отделить импульсы возбуждения от донных эхо-сигналов. Линия задержки может служить теплоизолятором, защитой термочувствительного элемента датчика от прямого контакта с горячими материалами. Также ей можно придать форму, улучшающую сцепление при резко вогнутых или выгнутых поверхностях.
  • Погружные преобразователи для подвода звуковой энергии к измеряемому элементу используют водяную колонну или ванну. Их применяют для измерений движущихся объектов, для сканирования или оптимизации сцепления при наличии острых радиусов, канавок или каналов.
  • Преобразователи с двумя элементами используются в коррозионных шириномерах для определения ширины объектов с грубой, корродированной поверхностью. Состоят из отдельного передающего и принимающего элемента, установленных под небольшим углом к линии задержки, чтобы сфокусировать энергию на выбранное расстояние под поверхностью измеряемого образца. Хотя такие измерения не столь точны, как у датчиков других типов, они, как правило, обеспечивают значительно более высокую производительность.

Для подготовки к проведению измерений следует подсоединить преобразователь к прибору, включить его, задать скорость звука и откалибровать.

Для этого нужно нанести немного контактного вещества на калибровочный эталон, приложить датчик и включить режим калибровки. Данную процедуру необходимо обязательно выполнять после замены преобразователя либо батарей. Возможны варианты калибровки по известной толщине и скорости звука.

Для проведения измерений необходимо на поверхность объекта нанести контактное вещество и приложить датчик. Результат отобразится на дисплее. Возможно использование устройства в режиме сканирования, например, для поиска наименьшей толщины материала. Также можно настроить подачу сигнала для выявления места с размером стенки меньше установленного значения.

Для замера скорости звука необходимо измерить объект штангенциркулем или микрометром, приложить преобразователь и дождаться результата. Установив предварительно измеренное значение, нажать кнопку для сохранения данных в памяти прибора. Некоторые устройства позволяют передавать результаты на ПК.

Ультразвуковой толщиномер: отзывы

Пользователи положительно оценивают компактный размер, удобство в использовании, надежность, простоту калибровки современных приборов.

Специалисты отмечают отсутствие альтернатив устройствам данного типа при оценке состояния автомобилей, качества выполнения кузовных работ. Устройство позволяет определить, перекрашивалось ли транспортное средство и участвовало ли оно в ДТП.

Толщиномеры, для работы которых не требуется контактная жидкость, а также способные проводить самокалибровку, пользуются наибольшей популярностью.

Материал и диапазон

Ультразвуковой толщиномер, принцип работы которого выбирается в зависимости от состава, диапазона измерений, геометрии, температуры, требований к точности и других возможных условий, порой просто незаменим.

Тип материала и пределы измерений являются наиболее важными факторами при выборе прибора и преобразователя. Многие вещества, включая большинство металлов, керамику и стекло, проводят ультразвук очень эффективно и позволяют проводить замеры в широком диапазоне.

Большинство пластмасс быстрее поглощают энергию и, следовательно, имеют более ограниченный максимальный диапазон толщины, но в большинстве производственных ситуаций измерения проблем не вызывают.

Резина, стекловолокно и многие композитные материалы поглощают гораздо сильнее и требуют больших передатчиков и приемников, оптимизированных для работы на низких частотах.

Толщина определяет и тип преобразователя. Тонкие объекты измеряют на высоких частотах, а ​​толстые или демпфирующие – на низких.

Для очень тонких материалов используется линия задержки, хотя они, а также погружные преобразователи ограничены по толщине измерения из-за помех от многократного эха.

В случае широких объектов или предметов, состоящих из нескольких материалов, могут понадобиться датчики разных типов.

Кривизна поверхности

С увеличением кривизны поверхности эффективность контакта между преобразователем и измеряемым объектом уменьшается, поэтому с уменьшением радиуса кривизны должен быть уменьшен размер датчика.

Измерение очень малых радиусов может потребовать применения линий задержки или бесконтактных погружных преобразователей.

Они также могут быть использованы для замеров в пазах, полостях и других местах с ограниченным доступом.

Температура

Контактные преобразователи, как правило, применимы при температуре объекта до 50 °C. Более горячие материалы могут повредить датчик из-за эффекта теплового расширения. В таких случаях всегда следует использовать преобразователи с термостойкой линией задержки, иммерсионные или высокотемпературные датчики с двумя элементами.

В отдельных случаях объект с низким акустическим сопротивлением (плотность, умноженная на скорость звука) соединен с материалом с более высоким акустическим импедансом.

Типичные примеры – пластмассовые, резиновые и стеклянные покрытия стали или других металлов, а также полимерное покрытие стекловолокна. При этом эхо от границы между двумя материалами будет фазоинвертированным – перевернутым по отношению к эху от границы с воздухом.

Это можно исправить простым изменением настройки прибора, но если ничего не предпринять, то показания будут неточными.

Погрешность

На точность измерений влияет множество факторов, в том числе поверка толщиномеров ультразвуковых, их калибровка, однородность скорости в веществе, затухание и рассеяние звука, шероховатость и кривизна поверхности, плохая связь и донная непараллельность.

Точность лучше всего достигается при использовании эталонов известного размера. При правильной калибровке погрешность ультразвукового толщиномера составляет ±0,01 мм и даже ±0,001 мм.

Линии задержки или иммерсионные датчики в третьем режиме также повышают точность измерений.

Источник: https://FB.ru/article/243330/tolschinomeryi-ultrazvukovyie-printsip-rabotyi-instruktsiya-proizvoditeli-otzyivyi

Принцип работы ультразвукового толщиномера

Ультразвуковой толщиномер – принцип измерения  (+ 3 видео)

Первые ультразвуковые приборы, для измерения толщины покрытий, появились на рынке более 10 лет назад. В настоящее время в промышленности используют этот метод, в качестве основной формы оценки качества продукции.

Во многих случаях ультразвуковой толщиномер вытеснил разрушительные правила контроля толщины покрытий на неметаллических материалах, таких как бетон, древесина, пластик и тому подобные.

Типичное измерение деактивации, заключается в надрезании оболочки к основанию и обследовании толщины с помощью микроскопа.

Правила измерения просты и понятны, тем не менее, обременены высокой вероятностью совершения ошибки в интерпретации чтения. Кроме того, такой метод, является трудоемким и дорогостоящим, учитывая факт уничтожения или необходимость восстановления измеряемой части элемента. Несмотря на это, по-прежнему применяется в случаях, когда становится невозможным использование ультразвуковых датчиков.

Измерение толщины покрытий

Все измерения толщины покрытий, с помощью ультразвуковых датчиков, состоят в измерении времени прохождения волны, излучаемой измерительной головкой, соприкасающейся с поверхностью через тонкий слой нанесенного геля.

Волна проходит через оболочку до тех пор, пока не встретится с материалом другой плотности, это может быть грунт или другое покрытие. Колебания будут частично отражать возвратную волну, зарегистрированную в измерительной головке.

Прибор устроен так, что он регистрирует только самые сильные сигналы, и пересчитывает их по толщине покрытий, которые читаются на дисплее измерителя. Слабые отголоски волны прибором игнорируются.

Толщиномер ультразвуковой – это портативный измерительный прибор для ультразвукового измерения одного, двух или трех отдельных слоев покрытия, например, дерево, бетон, стекло, пластик, резина и т. д.

Имеет внутреннюю память на 250 показаний (модель Standard) или 10000 показаний (модель Advanced). Advanced измеряет одновременно до трех слоев покрытия и дает графическую интерпретацию (график) результата.

Имеет большой, легко читаемый дисплей с регулировкой яркости и устойчивостью к царапинам.

Что отличает ультразвуковой толщиномер?

1. Точность показаний. Измерение проводится в соответствии с требованиями стандартов ASTM D6132 и ISO 2808.

2. Устойчивость к загрязнению. Прочный корпус делает дальномер устойчивым к воздействию растворителей, кислот, воды и пыли.

3. Универсальность. Благодаря сменным зондам, предназначенным для датчиков, устройство может превратиться в прибор для измерения полимерных покрытий, шероховатости и др. Устройство поставляется вместе с зондом, чехлом, электропроводящим гелем, сертификатом калибровки NIST.

Page 12

Допускається цитування матеріалів без отримання попередньої згоди 0522.ua за умови розміщення в тексті обов'язкового посилання на 0522.ua – Сайт міста Кропивницького.

Для інтернет-видань обов'язкове розміщення прямого, відкритого для пошукових систем гіперпосилання на цитовані статті не нижче другого абзацу в тексті або в якості джерела.

Порушення виняткових прав переслідується Законом.

Матеріали з плашками “Новини компаній”, “Промо”, “Партнерський матеріал”, “Політичні новини”, “Прес-реліз” та “Партнерський спецпроект” публікуються на правах реклами.

Політика конфіденційності Правила сайту

Page 14

Допускається цитування матеріалів без отримання попередньої згоди 0522.ua за умови розміщення в тексті обов'язкового посилання на 0522.ua – Сайт міста Кропивницького.

Для інтернет-видань обов'язкове розміщення прямого, відкритого для пошукових систем гіперпосилання на цитовані статті не нижче другого абзацу в тексті або в якості джерела.

Порушення виняткових прав переслідується Законом.

Матеріали з плашками “Новини компаній”, “Промо”, “Партнерський матеріал”, “Політичні новини”, “Прес-реліз” та “Партнерський спецпроект” публікуються на правах реклами.

Політика конфіденційності Правила сайту

0

Допускається цитування матеріалів без отримання попередньої згоди 0522.ua за умови розміщення в тексті обов'язкового посилання на 0522.ua – Сайт міста Кропивницького.

Для інтернет-видань обов'язкове розміщення прямого, відкритого для пошукових систем гіперпосилання на цитовані статті не нижче другого абзацу в тексті або в якості джерела.

Порушення виняткових прав переслідується Законом.

Матеріали з плашками “Новини компаній”, “Промо”, “Партнерський матеріал”, “Політичні новини”, “Прес-реліз” та “Партнерський спецпроект” публікуються на правах реклами.

Політика конфіденційності Правила сайту

6

Ваша рекомендація прийнята.

Якщо у Вас є хвилина, оцініть детально

Источник: https://www.0522.ua/list/148451

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.