Толщиномеры ультразвуковые
Звуковое измерение толщины считается неразрушающим однобоким способом определения высоты 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.
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 ультразвуковой толщиномер, – определение толщины кирпича, систем из бетона, асфальта и высоких пород. Такие измерения всегда неразрушающие и не требуют резки либо разборки субъекта.
Материалы, 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. Испытываемый 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 ультразвуковой 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 ультразвуковой 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, переводящему 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 материалы передают голосовые волны по-всякому. В большинстве случаев, в жестких субстанциях она выше, а в мягких – ниже. Также, 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, потому для усовершенствования передачи звука между излучателем и образчиком 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, устанавливает вид преобразователя, и точные требования 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 изолированном 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 применяется, когда качество измерений в 1-м либо 2-ом режиме неудовлетворительное. Но заключительный порядок подходит лишь для элементов, которые создают аккуратные многочисленные 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 высоты стены железных труб, резервуаров, конструкционных компонентов и сосудов большого давления, которые подвергаются внешней ржавчины и не в состоянии быть заметны с внешней стороны. Толщиномеры ультразвуковые коррозийные для этого и назначены. В них применяются способы обработки сигналов, которые оптимизированы для обнаружения максимальной исчезающей высоты стен в топорных и заржавленных 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 всевозможных 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 влияниям, и устанавливает их главные характеристики.