Ultrasonic Trwch: gweithredu egwyddorion, cyfarwyddiadau, gwneuthurwyr, adolygiadau

Ultrasonic mesur trwch yn ddull nad ydynt yn ddinistriol ar gyfer penderfynu ar y lled y deunydd unochrog. Mae'n gyflym, yn ddibynadwy, hyblyg, ac, yn wahanol i'r micromedr neu caliper, nid oes angen mynediad i ddwy ochr y gwrthrych. Mae'r synwyryddion fasnachol gyntaf, gan ddefnyddio'r egwyddor o sonar, ymddangosodd ar ddiwedd y 1940au. dyfeisiau cludadwy bach, optimeiddio ar gyfer ystod eang o gymwysiadau, wedi dod yn gyffredin yn y 1970au. Ac arloesedd mewn technoleg microbrosesydd wedi arwain at lefel newydd o gywirdeb, symlrwydd a miniaturization.

dyfeisiau cynhyrchu cymryd rhan mewn nifer fawr o gwmnïau adnabyddus. Yn eu plith - y cwmni Almaenig Siemens, America Dakota Ultrasonics, Cygnus Prydain. Yn Rwsia, mae'r dyfeisiau cynhyrchu gan gwmnïau fel NPF "AKS" NPK "Beam", SPC "MaksProfit" ac eraill.

Beth y gellir ei fesur?

Yn ymarferol unrhyw confensiynol deunydd adeiladu y gellir eu mesur drwy ddefnyddio uwchsain. synwyryddion ultrasonic Gellir ei ffurfweddu i metelau, plastigau, cyfansoddion, gwydr, cerameg a gwydr. Hefyd mesuriadau posibl o blastig allwthiol a rholio yn y broses weithgynhyrchu - haenau yn wahanol neu haenau, ac erthyglau multilayer, hylifau a sbesimenau biolegol. llawdriniaeth arall lle bo angen yn syml trwch ultrasonic, - penderfynu ar y trwch a strwythurau concrid, asffalt a chreigiau brics. mesuriadau o'r fath yn bron bob amser nad ydynt yn ddinistriol ac nid oes angen cyfleuster torri neu dadosod.

Deunyddiau nad ydynt yn addas ar gyfer mesur confensiynol ultrasonic oherwydd trosglwyddo gwael tonnau amledd uchel, yn cynnwys pren, papur, concrid a chynhyrchion ewynnog.

Sut i fesur?

Gall ynni sŵn yn cael ei gynhyrchu dros sbectrwm amledd eang. Mae sŵn clywadwy yn yr ystod 20-20 kHz. Po uchaf y amledd, yr uchaf yw'r tôn canfyddedig. Mae'r egni o amlder uwch y tu hwnt i glyw dynol, a elwir yn uwchsain. Yn y rhan fwyaf o achosion, arolygu ultrasonic yn cael ei wneud yn yr ystod amledd o 500 kHz i 20 MHz, er bod rhai offer arbenigol yn cyrraedd 50 kHz neu 100 MHz. Waeth beth fo'r amledd, yr egni sonig yn dirgryniadau mecanyddol yn ymestyn mewn cyfrwng diffiniedig, megis aer neu ddur, yn unol â deddfau sylfaenol ffiseg tonnau.

Ar gyfer mesuriadau gan ddefnyddio mesur trwch wal ultrasonic. Yr egwyddor sy'n gweithredu y ddyfais yn cynnwys yn union gyfrifo amser cludo pwls y stiliwr bach (transducer) trwy'r mesur gwrthrych, yn adlewyrchu ei wyneb mewnol neu wal distal. Ers tonnau sain yn adlewyrchu oddi ar ffiniau rhwng defnyddiau annhebyg, mesur hwn yn cael ei berfformio fel arfer gydag un llaw, yn y "curiad y galon / echo".

Mae'r trawsddygiadur yn cynnwys elfen piezoelectric sy'n cael eu cyffroi gan curiad trydanol byr i gynhyrchu tonnau arwahanol ultrasonic. Maent yn cael eu hanfon at y deunydd fesurwyd, ac yn pasio drwyddo nes i chi wynebu'r wal gefn neu rwystr arall. Mae'r don a adlewyrchir yn dychwelyd i'r transducer sy'n trosi y dirgryniadau mecanyddol yn ynni trydanol. Yn wir, mesurydd trwch ultrasonic gwrando am adleisiau o'r ochr arall. Yn nodweddiadol, mae'r bwlch amser rhwng y hanfon a'u mae'r signal yn adlewyrchu dim ond ychydig o miliynfed o eiliad. Mae'r ddyfais gofnodi data ar y cyflymder sain yn y deunydd y gall wedyn gyfrifo trwch drwy ddefnyddio berthynas fathemategol syml: d = V t / 2, yn yr hon:

• d - trwch y rhan;
• V - cyflymder o sain;
• amser fesur y darn sain - t.

Paramedr pwysig

Mae'n bwysig nodi bod y cyflymder y sain yn y gwrthrych o dan astudiaeth yn rhan hanfodol o'r cyfrifiad hwn. deunyddiau gwahanol yn trosglwyddo tonnau sain yn wahanol. Fel rheol, mae'r solidau uwch ei ben, ac yn y meddal - isod. Yn ogystal, gall amrywio'n sylweddol gyda thymheredd. Ar yr un pryd, rhaid bob amser ei raddnodi medryddion trwch ultrasonic ar gyfer cyflymder yn y deunydd a fesurwyd, o sy'n dibynnu yn uniongyrchol ar gywirdeb y darlleniadau.

tonnau sain yn y MHz amrywio drwy'r awyr profi drwg, felly i wella'r trosglwyddo cadarn rhwng y allyrrydd a'r sampl yn cael ei roi gostyngiad o'r cyplu hylif. Yn nodweddiadol, mae'r couplant defnyddio glyserol, propylen glycol, dŵr, olew a gel. Dim ond swm bach o hylif i lenwi'r bwlch aer tenau iawn.

dulliau mesur

Gwneuthurwyr trwch ultrasonic mesur bwlch amser yr egni pasio drwy'r sbesimen prawf mewn tair ffordd:

1. Mae'r cyfnod rhwng y pwls excitation, sy'n cynhyrchu ton sain a'r atsain sy'n dychwelyd cyntaf minws gwerth gwrthbwyso bach, yr oedi wrthbwyso yn yr offeryn, a trawsnewidydd cebl.
2. Mae'r bwlch amser rhwng y adleisiau dychwelyd o wyneb sampl a'r cyntaf yn adlewyrchu atseiniau.
3. Mae'r cyfnod rhwng dau adleisiau gwaelod yn olynol.

Dewis fel arfer yn gorchymyn y math o transducer, a gofynion cais penodol. Mae'r dull cyntaf yn cael ei ddefnyddio gyda synhwyrydd cyswllt ac yn cael ei argymell ar gyfer y rhan fwyaf o geisiadau. Mae'r llinell ail oedi yn bresennol neu drochi transducers cymhwyso at y ceugrwm ac arwynebau amgrwm mewn gofod caeedig, ar gyfer mesur deunydd symud neu wrthrychau dymheredd uchel.

Mae'r trydydd modd hefyd yn defnyddio llinell oedi neu synwyryddion trochi a fel arfer yn darparu chywirdeb uchel a thrwch datrys lleiaf gorau. defnyddio fel arfer pan fydd y mesuriadau ansawdd y dull cyntaf neu ail yn anfoddhaol. Fodd bynnag, mae'r dull olaf ond yn addas ar gyfer deunyddiau sy'n cynhyrchu adleisiau lluosog lân, fel rheol, gyda dampio isel â hynny o fetelau mân-graen, gwydr, cerameg.

Mae dau fath o ddyfeisiau

Fel arfer, Ultrasonic medryddion trwch yn cael eu rhannu'n ddau fath: cyrydu ac yn fanwl. Un o'r ceisiadau mwyaf pwysig yw penderfynu ar y lled y waliau metel gweddilliol o bibellau, llestri, cydrannau strwythurol a llestri pwysedd sy'n destun cyrydiad mewnol ac efallai na fydd yn weladwy o'r tu allan. mesur trwch, cyrydiad ultrasonic ac yn cael eu cynllunio ar gyfer y diben hwn. Maent yn defnyddio technegau prosesu signalau sy'n cael eu hoptimeiddio ar gyfer canfod o led wal gweddilliol minimal mewn samplau bras a rhydu gyda synwyryddion dwy elfen arbenigol.

Mewn achosion eraill, mae'n argymell y defnydd o offerynnau manylder gyda converters sengl - ar gyfer metel, plastig, gwydr ffibr, cyfansawdd, rwber a serameg. Erbyn lluosogrwydd o synwyryddion o wahanol ddyfeisiau gywirdeb, a all fesur gyda chywirdeb ± 0025 mm neu uwch, sy'n uwch na'r probes cyrydiad.

Safonol medryddion trwch ultrasonic yn cael eu dosbarthu yn ôl pwrpas, rhywfaint o awtomeiddio, amddiffyn rhag bod yn agored i'r amgylchedd, ymwrthedd i straen mecanyddol, ac mae hefyd yn pennu eu prif mynegeion.

mathau o converters

• transducers cyswllt yn cael eu defnyddio mewn cysylltiad uniongyrchol gyda'r sampl prawf. Mesuriadau gyda nhw yn hawdd, fel eu bod yn cael eu defnyddio'n fwy aml.
• llinell oedi Converters cynnwys plastig, epocsi neu silindr cwarts fel cyfryngwr rhwng yr elfen gweithredol a'r prawf gwrthrych. Y prif reswm dros eu defnydd - Mesur o wrthrychau tenau, lle mae'n bwysig gwahanu'r curiadau excitation o adlais gwaelod. Gall y llinell oedi gwasanaethu fel ynysydd gwres, amddiffyn tymheredd elfen synhwyrydd sensitif o gyswllt uniongyrchol gyda deunyddiau poeth. Hefyd, gellir ei ffurfio, gwella gafael mewn ceugrwm miniog neu arwynebau amgrwm.
• transducers tanddwr ar gyfer cyflenwi ynni acwstig i elfen fesur gan ddefnyddio baddon dwr neu golofn. Maent yn cael eu defnyddio ar gyfer mesur o symud gwrthrychau, ar gyfer sganio neu optimeiddio coupling ym mhresenoldeb radii miniog, rhigolau neu sianeli.
• Converters gyda dwy elfen yn cael eu defnyddio mewn shirinomerah cyrydol gyfer penderfynu ar y lled o wrthrychau gyda garw, yr wyneb wedi cyrydu. Mae'n cynnwys trosglwyddo ar wahân ac yn derbyn yr elfen gosod mewn ychydig o ongl i'r llinell oedi i ganolbwyntio egni o bellter a ddewiswyd o dan wyneb y sampl fesur. Er nad yw mesuriadau o'r fath mor gywir â mathau eraill o synwyryddion, maent fel arfer yn darparu perfformiad llawer uwch.

Ultrasonic Gauge Trwch: cyfarwyddyd

Er mwyn paratoi ar gyfer Mae'n rhaid i fod yn gysylltiedig â'r ddyfais y transducer mesur, droi ymlaen, yn gosod y cyflymder y sain a graddnodi. I wneud hyn, yn berthnasol ychydig o'r deunydd cyswllt ar y safon graddnodi, atodwch synhwyrydd a galluogi modd graddnodi. Rhaid weithdrefn hon bob amser yn cael ei berfformio ar ôl amnewid y gwrthdröydd neu fatri. Amrywiadau o drwch graddnodi hysbys a chyflymder sain.

Ar gyfer mesuriadau gael eu cymhwyso i wyneb y gwrthrych ac i gysylltu asiant synhwyrydd. Mae'r canlyniad yn cael ei arddangos ar yr arddangosfa. defnydd posibl y ddyfais yn y modd sgan, er enghraifft, i ddod o hyd i'r trwch deunydd lleiaf. Mae hefyd yn bosibl i ffurfweddu larwm i nodi lleoliadau gyda maint wal sy'n llai na'r gwerth a osodwyd.

Ar gyfer mesur cyflymder sain i fesur Caliper gwrthrych neu micromedr, atodwch trawsnewidydd ac yn aros am y canlyniad. Drwy osod y gwerth cyn-fesur, gwasgwch y botwm i arbed data mewn cof. Mae rhai dyfeisiau yn caniatáu trosglwyddo data i gyfrifiadur personol.

Trwch Ultrasonic: Adolygiadau

Defnyddwyr yn gadarnhaol yn asesu maint cryno, hawdd i'w ddefnyddio, dibynadwyedd, rhwyddineb calibro dyfeisiau modern. Mae arbenigwyr yn nodi absenoldeb dewisiadau yn lle'r dyfeisiau o'r math hwn wrth werthuso cyflwr ceir, ansawdd perfformiad y bodywork. Mae'r ddyfais yn ei gwneud yn bosibl i benderfynu a yw'r cerbyd yw ailbeintio ac a oedd yn cymryd rhan mewn damwain. Trwch, lle nad oes couplant angenrheidiol, yn ogystal â gallu i gynnal hunan-graddnodi, yn fwyaf poblogaidd.

Deunydd ac ystod

Ultrasonic trwch, yr egwyddor sy'n cael ei ddewis yn dibynnu ar y cyfansoddiad, yn mesur amrywiaeth, geometreg, tymheredd, gofynion cywirdeb ac amodau posibl eraill, weithiau dim ond anhepgor.

math o ddeunydd a maint y mesuriadau yw'r ffactorau pwysicaf yn y ddyfais ddethol a gwrthdröydd. Llawer o sylweddau, gan gynnwys y rhan fwyaf o fetelau, cerameg a gwydr, uwchsain yn cael ei berfformio yn effeithiol iawn ac yn caniatáu ar gyfer mesuriadau mewn ystod eang. Bydd y rhan fwyaf plastig amsugno egni ac felly mae ganddynt uchafswm amrediad drwch cyfyngedig, ond yn y rhan fwyaf o sefyllfaoedd gwaith nad mesur yn achosi problemau. Rwber, gwydr ffibr a llawer o ddeunyddiau cyfansawdd yn amsugno llawer cryfach ac eisiau mwy o drosglwyddyddion a derbynyddion sy'n cael eu hoptimeiddio ar gyfer gweithredu ar amleddau isel.

Trwch yn penderfynu ar y math o trawsnewidydd. gwrthrychau Thin yn cael eu mesur ar amleddau uchel ac yn drwchus neu dampio - isel. Ar gyfer deunyddiau tenau iawn ei ddefnyddio llinell oedi, er eu bod, yn ogystal â transducers tanddwr yn gyfyngedig o ran mesuriadau trwch o ganlyniad i ymyrraeth gan y adlais lluosog. Yn achos gwrthrychau o led neu eitemau sy'n cynnwys nifer o ddeunyddiau efallai y bydd angen gwahanol fathau o synwyryddion.

Mae'r crymedd yr wyneb

Gyda chynnydd yn y effeithlonrwydd crymedd y wyneb cyswllt rhwng y transducer a'r gwrthrych i'w mesur yn cael ei leihau, fodd bynnag, gyda lleihau Rhaid radiws o crymedd yn cael ei gostwng datrys synhwyrydd. Efallai y bydd y mesur radiws fach iawn ei gwneud yn ofynnol y defnydd o linellau oedi neu digyswllt transducers tanddwr. Gallant hefyd gael eu defnyddio ar gyfer mesuriadau mewn rhigolau, ceudodau a lleoedd eraill gyda mynediad cyfyngedig.

tymheredd

transducers cyswllt yn gyffredinol yn berthnasol i'r gwrthrych ar dymheredd o 50 ° C. Gellir cael rhagor o ddeunyddiau poeth niweidio'r synhwyrydd oherwydd effaith o ehangu thermol. Mewn achosion o'r fath, dylech bob amser ddefnyddio gwrthdroyddion gyda llinell oedi, a, tymheredd uchel neu trochi sensor gallu gwrthsefyll gwres gyda dwy elfen.

Mewn rhai achosion, gyda isel gwrthrych rhwystriant acwstig (dwysedd luosi â cyflymder o sain) yn gysylltiedig â deunydd gyda rhwystriant acwstig uchel. Enghreifftiau nodweddiadol - y plastig, rwber a gwydr cotio o ddur neu fetelau eraill, gwydr a cotio polymerig. Yn yr achos hwn, bydd y adlais o'r ffin rhwng y ddau ddefnydd fazoinvertirovannym - inverted mewn perthynas â'r atsain oddi wrth y ffin ag aer. Gall hyn gael ei gywiro gan syml newid y gosodiadau y ddyfais, ond os na wneir unrhyw beth, yna bydd y darlleniad yn anghywir.

gwall

Mae cywirdeb mesur yn cael ei effeithio gan nifer o ffactorau, gan gynnwys y calibro medryddion trwch ultrasonic a'u graddnodi, unffurfiaeth cyflymder yn y sylweddau, gwanhau a gwasgaru o sain, garwedd a crymedd wyneb, cyfathrebu gwael a parallelism gwaelod. Cywirdeb yn orau drwy ddefnyddio safonau maint hysbys. Gyda gwall graddnodi priodol trwch ultrasonic o ± 0,01 mm a hyd yn oed ± 0001 mm. llinell oedi neu drochi transducers yn y trydydd modd hefyd yn gwella cywirdeb mesur.