Ultrasonic Thickness: operasi prinsip, petunjuk, produsen, ulasan

Ultrasonik pengukuran ketebalan adalah metode non-destruktif untuk menentukan lebar dari bahan sepihak. Hal ini cepat, handal, fleksibel, dan, berbeda dengan mikrometer atau caliper, tidak memerlukan akses ke kedua sisi objek. Sensor komersial pertama, menggunakan prinsip sonar, muncul di akhir 1940-an. perangkat portabel kecil, dioptimalkan untuk berbagai aplikasi, telah menjadi biasa di tahun 1970-an. Dan inovasi dalam teknologi mikroprosesor telah menyebabkan tingkat baru presisi, kesederhanaan dan miniaturisasi.

perangkat produksi yang terlibat dalam sejumlah besar perusahaan terkenal. Di antara mereka - perusahaan Jerman Siemens, Amerika Dakota Ultrasonics, Inggris Cygnus. Di Rusia, perangkat yang diproduksi oleh perusahaan seperti SPF "AKS" NPK "Beam", SPC "MaksProfit" dan lain-lain.

Apa yang dapat diukur?

Praktis setiap konvensional bahan konstruksi dapat diukur dengan menggunakan ultrasound. sensor ultrasonik dapat dikonfigurasi untuk logam, plastik, komposit, kaca, keramik dan kaca. Juga mungkin pengukuran plastik diekstrusi dan berguling dalam proses manufaktur - lapisan sebagai berbeda atau pelapis, dan artikel multilayer, cairan dan spesimen biologi. operasi lain di mana hanya diperlukan ketebalan ultrasonik, - penentuan ketebalan batu bata dan struktur beton, aspal dan batu. pengukuran seperti hampir selalu non-destruktif dan tidak memerlukan fasilitas pemotongan atau pembongkaran.

Bahan yang tidak cocok untuk pengukuran ultrasonik konvensional karena transmisi miskin gelombang frekuensi tinggi, termasuk kayu, kertas, beton dan produk berbusa.

Bagaimana mengukur?

energi suara dapat dihasilkan melalui spektrum frekuensi yang luas. Suara yang dapat didengar adalah dalam kisaran 20-20 kHz. Semakin tinggi frekuensi, semakin tinggi nada yang dirasakan. Energi frekuensi yang lebih tinggi di luar pendengaran manusia, disebut ultrasound. Dalam kebanyakan kasus, pemeriksaan ultrasonik dilakukan dalam rentang frekuensi dari 500 kHz sampai 20 MHz, meskipun beberapa alat khusus mencapai 50 kHz atau 100 MHz. Terlepas dari frekuensi, energi sonic adalah getaran mekanik memperpanjang di media didefinisikan, seperti udara atau baja, sesuai dengan undang-undang dasar gelombang fisika.

Untuk pengukuran menggunakan ultrasonik ketebalan dinding gauge. Prinsip operasi dari perangkat terdiri dalam perhitungan yang tepat dari waktu transit pulsa probe kecil (transducer) melalui obyek pengukuran, tercermin permukaan bagian dalam atau dinding distal. Sejak gelombang suara mencerminkan off batas-batas antara bahan berbeda, pengukuran ini biasanya dilakukan dengan satu tangan, dalam "pulsa / echo".

transduser yang terdiri dari elemen piezoelektrik yang gembira dengan pulsa listrik pendek untuk menghasilkan gelombang ultrasonik diskrit. Mereka dikirim ke materi yang diukur, dan melewati sampai Anda menghadapi dinding belakang atau kendala lainnya. Gelombang yang dipantulkan kembali ke transduser yang mengubah getaran mekanik menjadi energi listrik. Bahkan, alat pengukur ketebalan ultrasonik mendengarkan gema dari sisi berlawanan. Biasanya, interval waktu antara pengirimannya dan sinyal yang dipantulkan hanya beberapa sepersejuta detik. perangkat data yang dimasukkan pada kecepatan suara dalam materi dari yang kemudian dapat menghitung ketebalan dengan menggunakan hubungan matematis sederhana: d = V t / 2, dimana:

• d - ketebalan bagian;
• V - kecepatan suara;
• waktu yang diukur dari bagian suara - t.

Parameter penting

Penting untuk dicatat bahwa kecepatan suara di objek yang diteliti merupakan bagian penting dari perhitungan ini. bahan yang berbeda mengirimkan gelombang suara yang berbeda. Sebagai aturan, padatan di atasnya, dan di lembut - di bawah ini. Selain itu, dapat bervariasi dengan suhu. Pada saat yang sama harus selalu dikalibrasi alat pengukur ketebalan ultrasonik untuk kecepatan dalam bahan terukur, dari yang secara langsung tergantung pada keakuratan pembacaan.

Gelombang suara dalam MHz berkisar melalui udara diuji buruk, sehingga untuk meningkatkan transmisi suara antara emitor dan sampel ditempatkan setetes kopling fluida. Biasanya, couplant yang digunakan gliserol, propilen glikol, air, minyak dan gel. Hanya sejumlah kecil cairan untuk mengisi celah udara sangat tipis.

mode pengukuran

Produsen ketebalan ultrasonik mengukur interval waktu energi melewati benda uji dalam tiga cara:

1. Interval antara pulsa eksitasi, yang menghasilkan gelombang suara dan gema kembali pertama minus nilai offset kecil, penundaan offset dalam alat, dan converter kabel.
2. Interval waktu antara gema kembali dari permukaan sampel dan yang pertama tercermin gema.
3. Interval antara dua gema bawah berturut-turut.

Memilih biasanya menentukan jenis transduser, dan persyaratan aplikasi tertentu. Modus pertama digunakan dengan sensor kontak dan dianjurkan untuk sebagian besar aplikasi. Delay line kedua adalah transduser hadir atau tenggelam diterapkan pada cekung dan permukaan cembung di ruang tertutup, untuk mengukur bahan bergerak atau benda suhu tinggi.

Modus ketiga juga memanfaatkan delay line atau sensor perendaman dan biasanya memberikan akurasi yang tinggi dan yang terbaik tebal resolusi minimum. Biasanya digunakan saat pengukuran kualitas modus pertama atau kedua tidak memuaskan. Namun, modus terakhir ini hanya cocok untuk bahan-bahan yang menghasilkan beberapa gema bersih, sebagai suatu peraturan, dengan redaman rendah seperti yang logam berbutir halus, kaca, keramik.

Dua jenis perangkat

Ultrasonik pengukur ketebalan biasanya dibagi menjadi dua jenis: korosi dan presisi. Salah satu aplikasi yang paling penting adalah penentuan lebar dinding logam sisa pipa, kapal, komponen struktural dan tekanan pembuluh yang tunduk pada korosi internal dan mungkin tidak terlihat dari luar. mengukur ketebalan, korosi ultrasonik dan dirancang untuk tujuan ini. Mereka menggunakan teknik pemrosesan sinyal yang dioptimalkan untuk mendeteksi minimal lebar dinding sisa dalam sampel kasar dan berkarat dengan sensor dua-elemen khusus.

Dalam kasus lain, merekomendasikan penggunaan instrumen presisi dengan konverter tunggal - untuk logam, plastik, fiberglass, komposit, karet dan keramik. Dengan pluralitas sensor dari berbagai perangkat presisi, yang dapat mengukur dengan akurasi ± 0.025 mm atau lebih tinggi, yang lebih tinggi dari probe korosi.

Standar pengukur ketebalan ultrasonik diklasifikasikan berdasarkan tujuan, tingkat otomatisasi, perlindungan dari paparan lingkungan, ketahanan terhadap stres mekanik, dan juga menentukan indeks utama mereka.

jenis konverter

• transduser kontak digunakan dalam kontak langsung dengan sampel uji. Pengukuran dengan mereka yang mudah, sehingga mereka digunakan lebih sering.
• Konverter delay line terdiri plastik, epoxy atau silinder kuarsa sebagai perantara antara elemen aktif dan benda uji. Alasan utama untuk mereka gunakan - Pengukuran benda tipis, di mana adalah penting untuk memisahkan pulsa eksitasi dari gema bawah. Delay line dapat berfungsi sebagai isolator panas, melindungi suhu detektor sensitif elemen dari kontak langsung dengan bahan panas. Selain itu, dapat dibentuk, meningkatkan grip di cekung tajam atau permukaan cembung.
• transduser submersible untuk memasok energi akustik ke elemen pengukuran menggunakan bak air atau kolom. Mereka digunakan untuk pengukuran objek bergerak, untuk pemindaian atau optimasi dari kopling di hadapan jari-jari yang tajam, alur atau saluran.
• Konverter dengan dua elemen yang digunakan dalam shirinomerah korosif untuk menentukan lebar benda dengan kasar, permukaan berkarat. Ini terdiri dari pemancar terpisah dan menerima elemen dipasang agak miring ke garis delay untuk memfokuskan energi pada jarak yang dipilih di bawah permukaan sampel diukur. Meskipun pengukuran tersebut tidak seakurat jenis lain dari sensor, mereka biasanya memberikan kinerja yang jauh lebih tinggi.

Ultrasonic Thickness Gauge: instruksi

Untuk mempersiapkan pengukuran transducer harus terhubung ke perangkat, menyalakannya, mengatur kecepatan suara dan kalibrasi. Untuk melakukan hal ini, oleskan sedikit bahan kontak pada standar kalibrasi, pasang sensor dan mengaktifkan mode kalibrasi. Prosedur ini harus selalu dilakukan setelah mengganti inverter atau baterai. Varian ketebalan kalibrasi dikenal dan kecepatan suara.

Untuk pengukuran harus diterapkan pada permukaan objek dan untuk membuat sensor agent contact. Hasilnya ditampilkan pada layar. Mungkin untuk menggunakan perangkat dalam modus scan, misalnya, untuk mencari ketebalan terkecil dari materi. Hal ini juga memungkinkan untuk mengkonfigurasi alarm untuk mengidentifikasi lokasi dengan ukuran dinding kurang dari nilai yang ditetapkan.

Untuk mengukur kecepatan suara yang akan diukur objek caliper atau mikrometer, pasang converter dan menunggu hasilnya. Dengan menetapkan nilai pra-diukur, tekan tombol untuk menyimpan data dalam memori. Beberapa perangkat memungkinkan transfer data ke PC.

Tebal Ultrasonic: ulasan

Pengguna positif menilai ukuran yang kompak, kemudahan penggunaan, kehandalan, kemudahan kalibrasi perangkat modern. Para ahli mencatat tidak adanya alternatif untuk perangkat jenis ini ketika mengevaluasi kondisi mobil, kualitas kinerja badan mesin. Perangkat memungkinkan untuk menentukan apakah kendaraan tersebut untuk mengecat dan apakah itu terlibat dalam kecelakaan. Tebal, yang tidak ada couplant diperlukan, serta mampu melaksanakan self-kalibrasi, yang paling populer.

Bahan dan berbagai

ketebalan ultrasonik, prinsip yang dipilih tergantung pada komposisi, rentang pengukuran, geometri, suhu, persyaratan akurasi dan kondisi lain mungkin, kadang-kadang hanya diperlukan.

jenis bahan dan tingkat pengukuran adalah faktor yang paling penting dalam perangkat seleksi dan inverter. Banyak zat, termasuk sebagian besar logam, keramik dan kaca, USG dilakukan sangat efektif dan memungkinkan untuk pengukuran dalam berbagai. Kebanyakan plastik akan menyerap energi dan karena itu memiliki rentang ketebalan maksimum terbatas, tetapi dalam banyak situasi kerja pengukuran tidak menyebabkan masalah. Karet, fiberglass dan banyak bahan komposit menyerap jauh lebih kuat dan memerlukan lebih banyak pemancar dan penerima yang dioptimalkan untuk operasi pada frekuensi rendah.

Ketebalan menentukan jenis konverter. benda tipis diukur pada frekuensi tinggi dan tebal atau damping - rendah. Untuk bahan yang sangat tipis digunakan delay line, meskipun mereka, serta transduser submersible terbatas dalam pengukuran ketebalan karena gangguan dari beberapa echo. Dalam kasus benda lebar atau item yang terdiri dari beberapa bahan mungkin memerlukan berbagai jenis sensor.

Kelengkungan permukaan

Dengan peningkatan efisiensi kelengkungan permukaan kontak antara transduser dan objek yang akan diukur berkurang, namun dengan penurunan jari-jari kelengkungan harus menurun resolusi sensor. Pengukuran jari-jari yang sangat kecil mungkin memerlukan penggunaan garis keterlambatan atau contactless transduser submersible. Mereka juga dapat digunakan untuk pengukuran di alur, gigi berlubang dan tempat-tempat lain dengan akses terbatas.

suhu

Hubungi transduser umumnya berlaku untuk objek pada suhu 50 ° C bahan panas lebih dapat merusak sensor karena efek ekspansi termal. Dalam kasus tersebut, Anda harus selalu menggunakan inverter dengan delay line, sebuah tahan panas, suhu tinggi atau perendaman sensor dengan dua elemen.

Dalam beberapa kasus, dengan rendah objek impedansi akustik (density dikalikan dengan kecepatan suara) dihubungkan dengan bahan dengan impedansi akustik yang tinggi. Contoh umum - plastik, karet dan kaca lapisan baja atau logam lainnya, kaca dan lapisan polimer. Dalam hal ini gema dari batas antara dua bahan akan fazoinvertirovannym - terbalik sehubungan dengan gema dari batas dengan udara. Hal ini dapat diperbaiki dengan hanya mengubah pengaturan perangkat, tetapi jika tidak ada yang dilakukan, maka pembacaan akan tidak akurat.

error

Akurasi pengukuran dipengaruhi oleh banyak faktor, termasuk verifikasi alat pengukur ketebalan ultrasonik dan kalibrasi mereka, kecepatan keseragaman dalam substansi, redaman dan hamburan suara, kekasaran permukaan dan kelengkungan permukaan, komunikasi yang buruk dan paralelisme bawah. Akurasi terbaik dicapai dengan menggunakan standar ukuran yang dikenal. Dengan kesalahan kalibrasi yang tepat ketebalan ultrasonik ± 0,01 mm dan bahkan ± 0.001 mm. delay line atau perendaman transduser dalam modus ketiga juga meningkatkan akurasi pengukuran.