بالموجات فوق الصوتية سمك: تعمل المبادئ والتعليمات والمصنعين والتعليقات

بالموجات فوق الصوتية قياس سمك هو طريقة غير المدمرة لتحديد عرض المواد من جانب واحد. فهو سريع وموثوق بها، وتنوعا، وعلى النقيض من ميكرومتر أو الفرجار، لا يتطلب الحصول على كلا الجانبين من الجسم. أجهزة الاستشعار التجاري الأول، وذلك باستخدام مبدأ السونار، ظهرت في أواخر 1940s. لقد أصبحت الأجهزة الصغيرة المحمولة، إلى أقصى حد لمجموعة واسعة من التطبيقات، شائعا في 1970s. وأدت الابتكار في تكنولوجيا المعالجات الدقيقة لمستوى جديد من الدقة والبساطة والتصغير.

أجهزة إنتاج تشارك في عدد كبير من الشركات المعروفة. بينهم - شركة سيمنس الالمانية والأمريكية داكوتا الموجات فوق الصوتية، الدجاجة البريطانية. في روسيا، والأجهزة التي تنتجها شركات مثل SPF "AKS" NPK "شعاع"، SPC "MaksProfit" وغيرها.

ما يمكن قياسه؟

عمليا أي التقليدية مواد البناء يمكن قياسها باستخدام الموجات فوق الصوتية. أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية يمكن تكوين لالمعادن والبلاستيك والمواد المركبة والزجاج والسيراميك والزجاج. أيضا قياسات ممكنة من البلاستيك مقذوف وتدحرجت في عملية التصنيع - طبقات تمييزا أو الطلاء، والمواد متعددة الطبقات والسوائل والعينات البيولوجية. عملية أخرى حيث ببساطة الضروري سمك بالموجات فوق الصوتية، - تحديد سمك الطوب وهياكل الخرسانة والإسفلت والحجارة. هذه القياسات هي دائما تقريبا غير مدمرة وتتطلب أي قطع أو التفكيك المرفق.

المواد التي لا تصلح لقياس الموجات فوق الصوتية التقليدية بسبب نقل الفقراء من موجات عالية التردد، وتشمل الخشب والورق والخرسانة والمنتجات الرغوية.

كيفية قياس؟

الطاقة السليمة يمكن أن تتولد على الطيف الترددي واسع. صوت مسموع في نطاق 20-20 كيلو هرتز. وارتفاع وتيرة، وارتفاع لهجة المتصورة. الطاقة من التردد العالي إلى ما بعد جلسة الإنسان، وتسمى الموجات فوق الصوتية. في معظم الحالات، التفتيش بالموجات فوق الصوتية والتي نفذت في نطاق الترددات من 500 كيلوهرتز إلى 20 ميغاهرتز، على الرغم من أن بعض الأدوات المتخصصة تصل 50 كيلو هرتز أو 100 ميجاهرتز. بغض النظر عن التردد، والطاقة الصوتية هي الاهتزازات الميكانيكية تمتد في وسط محددة، مثل الهواء أو الصلب، وفقا للقوانين الأساسية للموجات الفيزياء.

لقياسات باستخدام الموجات فوق الصوتية قياس سمك الجدار. مبدأ التشغيل من الجهاز يتكون في الحساب الدقيق للوقت نبض العابر للمسبار صغير (محول) من خلال الكائن القياس، ينعكس سطحه الداخلي أو جدار البعيدة. منذ موجات الصوت تعكس قبالة الحدود بين المواد المختلفة، يتم إجراء هذا القياس عادة مع يد واحدة، في "نبض / صدى".

ويتكون محول عنصرا كهرضغطية الذي يثار بواسطة نبضة كهربائية قصيرة لتوليد الموجات فوق الصوتية منفصلة. إرسالها إلى المواد المقاسة، وتمر عبره حتى تواجه الجدار الخلفي أو عقبة أخرى. الموجة المنعكسة ترجع إلى محول الذي يحول الاهتزازات الميكانيكية إلى طاقة كهربائية. في الواقع، وأجهزة قياس سمك بالموجات فوق الصوتية والاستماع لأصداء من الجانب الآخر. عادة ما يكون الفاصل الزمني بين المرسلة والإشارة المنعكسة ليست سوى عدد قليل من المليون من الثانية. جهاز إدخال البيانات على سرعة الصوت في المواد التي يمكن أن ثم حساب سمك باستخدام علاقة رياضية بسيطة: D = V ر / 2، وفيه:

• د - سمك الجزء.
• V - سرعة الصوت.
• ر - قياس الوقت للمرور الصوت.

من العوامل الهامة

ومن المهم أن نلاحظ أن سرعة الصوت في الكائن قيد الدراسة هي جزء أساسي من هذا الحساب. مواد مختلفة تنقل الموجات الصوتية بشكل مختلف. وكقاعدة عامة، المواد الصلبة فوقه، وفي الناعمة - أدناه. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تختلف اختلافا كبيرا مع درجة الحرارة. في نفس الوقت يجب أن يكون دائما معايرة أجهزة قياس سمك بالموجات فوق الصوتية للسرعة في المواد قياس، من الذي يعتمد بشكل مباشر على دقة القراءات.

الموجات الصوتية في ميغاهيرتز تتراوح من خلال الهواء اختبار سيئة، وذلك لتحسين انتقال الصوت بين الباعث والعينة يتم وضع قطرة من اقتران السوائل. عادة، وcouplant استخدام الجلسرين، بروبيلين غليكول والماء والنفط وهلام. كمية صغيرة فقط من السوائل لملء فجوة الهواء رقيقة للغاية.

طرق قياس

المصنعين سمك بالموجات فوق الصوتية قياس الفاصل الزمني الطاقة تمر عبر عينة اختبار في ثلاث طرق:

1. الفاصل الزمني بين نبضة الإثارة، والذي يولد موجة صوتية وأول صدى العودة ناقص قيمة تعويض الصغيرة، وتأخير تعويض في الأداة، وتحويل كابل.
2. الفاصل الزمني بين أصداء عاد من سطح العينة وأول تنعكس أصداء.
3. الفاصل الزمني بين اثنين من أصداء أسفل متتالية.

اختيار عادة ما يملي نوع محول، ومتطلبات تطبيق معين. يستخدم الوضع الأول مع جهاز استشعار الاتصال ويوصى به لمعظم التطبيقات. الخط الثاني هو تأخير محولات الطاقة الحالية أو مغمورة تطبيقها على المقعرة والمحدبة السطوح في مكان مغلق، لقياس المواد متحركة أو الأجسام ارتفاع في درجة الحرارة.

كما يستخدم وضع الثالث على خط تأخير أو أجهزة الاستشعار غمر وعادة ما يوفر دقة عالية وأفضل أدنى قرار سمك. تستخدم عادة عندما قياسات نوعية النمط الأول أو الثاني غير مرضية. ومع ذلك، فإن الوضع الأخير لا يصلح إلا للمواد التي تنتج أصداء متعددة نظيفة، وكقاعدة عامة، مع التخميد منخفضة كما أن المعادن الحبيبات غرامة، والزجاج والسيراميك.

وهناك نوعان من الأجهزة

وتنقسم الموجات فوق الصوتية وأجهزة قياس سمك عادة إلى نوعين: تآكل والدقة. واحد من التطبيقات الأكثر أهمية هو تحديد عرض الجدران المعدنية المتبقية من الأنابيب والسفن والمكونات الهيكلية وأوعية الضغط التي تخضع للتآكل الداخلي وقد لا تكون مرئية من الخارج. صممت قياس سماكة والتآكل بالموجات فوق الصوتية ولهذا الغرض. وهم يستخدمون تقنيات معالجة الإشارات التي هي الأمثل للكشف عن الحد الأدنى عرض الحائط المتبقية في عينات الخشنة والصدئة مع أجهزة الاستشعار عنصر اثنين المتخصصة.

في حالات أخرى، توصي باستخدام أدوات دقيقة مع المحولات واحدة - للمعادن والبلاستيك والألياف الزجاجية، والمركبات، والمطاط والسيراميك. بواسطة عدد وافر من أجهزة الاستشعار من الأجهزة الدقيقة المختلفة، والتي يمكن قياس مع دقة ± 0025 ملم أو أعلى، وهو أعلى من تحقيقات التآكل.

تصنف القياسية مقاييس سمك بالموجات فوق الصوتية حسب الغرض، درجة الأتمتة، والحماية من التعرض للبيئة، ومقاومة للإجهاد، ويحدد أيضا مؤشراتها الرئيسية.

أنواع المحولات

• تستخدم محولات الاتصال على اتصال مباشر مع عينة الاختبار. القياسات معهم سهلة، لذلك فهي تستخدم في كثير من الأحيان.
• تشمل محولات خط تأخير البلاستيك، الايبوكسي أو اسطوانة الكوارتز كوسيط بين عنصر نشط والكائن الاختبار. والسبب الرئيسي لاستخدامها - قياس الأجسام رقيقة، حيث من المهم للفصل بين نبضات الإثارة من صدى السفلي. خط تأخير يمكن أن تكون بمثابة عازل للحرارة، وحماية درجة حرارة عنصر كاشف حساس من الاتصال المباشر مع المواد الساخنة. أيضا، فإنه يمكن تشكيل وتحسين قبضة في مقعرة حاد أو السطوح المحدبة.
• محولات غاطسة لتوريد الطاقة الصوتية إلى العنصر القياس باستخدام حمام مائي أو عمود. وهي تستخدم لقياس الأجسام المتحركة، لمسح أو الاستغلال الأمثل للاقتران في وجود أنصاف أقطار حادة، الأخاديد أو القنوات.
• وتستخدم المحولات مع عنصرين في shirinomerah تآكل لتحديد عرض الكائنات مع الخام، وسطح متآكلة. وهو يتألف من الإرسال منفصلة وتلقي عنصر تثبيت في زاوية طفيف إلى خط تأخير لتركيز الطاقة على مسافة محددة تحت سطح العينة قياس. على الرغم من أن مثل هذه القياسات ليست دقيقة مثل أنواع أخرى من أجهزة الاستشعار، وأنها عادة ما توفر أعلى بكثير الأداء.

بالموجات فوق الصوتية قياس سمك: تعليمات

للتحضير لأن تكون متصلا الجهاز محول القياس، تشغيله، تعيين سرعة الصوت ومعايرة. للقيام بذلك، وتطبيق قليلا من المواد الاتصال على مستوى المعايرة، ونعلق جهاز استشعار وتمكين وضع المعايرة. يجب دائما أن يكون تنفيذ هذا الإجراء بعد استبدال العاكس أو البطارية. أنواع من سمك معايرة المعروفة وسرعة الصوت.

لقياس يجب أن يطبق على سطح الجسم ولجعل أجهزة الاستشعار وكيل للإتصال به. يتم عرض النتيجة على الشاشة. من الممكن استخدام الجهاز في وضع المسح الضوئي، على سبيل المثال، للبحث عن أصغر سمك المادة. ومن الممكن أيضا لتكوين إنذار لتحديد المواقع مع حجم جدار أقل من القيمة المحددة.

لقياس سرعة الصوت المراد قياسها الفرجار الكائن أو ميكرومتر، ونعلق تحويل وانتظر النتيجة. عن طريق تحديد القيمة المقاسة مسبقا، اضغط على الزر لحفظ البيانات في الذاكرة. بعض الأجهزة تسمح نقل البيانات إلى جهاز كمبيوتر.

سمك بالموجات فوق الصوتية: استعراض

المستخدمين تقييم إيجابي الحجم الصغير، وسهولة الاستخدام والموثوقية وسهولة معايرة الأجهزة الحديثة. ويشير الخبراء إلى عدم وجود بدائل للأجهزة من هذا النوع عند تقييم حالة السيارات، وجودة الأداء من هيكل السيارة. الجهاز يجعل من الممكن تحديد ما إذا كانت السيارة هي لإعادة رسم وعما إذا كانت متورطة في حادث. سمك، والتي لا couplant المطلوب، وكذلك قادرة على تنفيذ المعايرة الذاتية، هي الأكثر شعبية.

المواد ومدى

بالموجات فوق الصوتية سمك، ومبدأ الذي تم تحديده تبعا لتكوينها، وقياس المدى، والهندسة، ودرجة الحرارة، ومتطلبات الدقة وغيرها من الشروط الممكنة، وأحيانا ببساطة لا غنى عنه.

نوع المادة ومدى القياسات هي العوامل الأكثر أهمية في الجهاز الاختيار والعاكس. العديد من المواد، بما في ذلك معظم المعادن والسيراميك والزجاج، ويتم تنفيذ الموجات فوق الصوتية بشكل فعال للغاية ويسمح للقياسات في نطاق واسع. ومعظم المواد البلاستيكية امتصاص الطاقة، وبالتالي يكون الحد الأقصى مجموعة سمك محدود، ولكن في معظم الحالات عمل قياس لا يسبب مشاكل. المطاط والألياف الزجاجية والعديد من المواد المركبة امتصاص أقوى بكثير وتتطلب المزيد من أجهزة الإرسال والاستقبال التي هي الأمثل للعمل على ترددات منخفضة.

سمك يحدد نوع المحول. يتم قياس الأجسام رقيقة على ترددات عالية وسميكة أو التثبيط - منخفضة. بالنسبة للمواد رقيقة جدا تستخدم خط تأخير، على الرغم من أنها، فضلا عن محولات غاطسة تقتصر في قياسات سماكة بسبب تدخل من صدى متعددة. في حالة الأجسام واسعة أو العناصر التي تتكون من عدة مواد قد تتطلب أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار.

انحناء السطح

مع زيادة في كفاءة انحناء سطح التماس بين محول والكائن المراد قياسها هو انخفاض، ولكن مع تناقص دائرة نصف قطرها من انحناء يجب أن انخفض الاستشعار القرار. قياس نصف قطر صغير جدا قد تتطلب استخدام خطوط تأخير أو تماس محولات غاطسة. أنها يمكن أن تستخدم أيضا لقياس في الأخاديد، وتسوس الأسنان وغيرها من الأماكن مع وصول محدود.

درجة الحرارة

محولات الاتصال قابلة للتطبيق بشكل عام إلى كائن عند درجة حرارة 50 درجة مئوية. يمكن للمزيد من المواد الساخنة تلف استشعار بسبب تأثير التمدد الحراري. في مثل هذه الحالات، يجب عليك دائما استخدام محولات مع خط تأخير، ومقاومة للحرارة، وارتفاع في درجة الحرارة أو غمر الاستشعار مع عنصرين.

في بعض الحالات، مع انخفاض كائن مقاومة الصوتية (كثافة مضروبا سرعة الصوت) مرتبط بمادة مع مقاومة صوتية عالية. ومن الأمثلة النموذجية - البلاستيك والمطاط والزجاج طلاء الصلب أو المعادن الأخرى، والزجاج، وطلاء البوليمر. في هذه الحالة صدى من الحدود بين اثنين من المواد سوف fazoinvertirovannym - مقلوب فيما يتعلق صدى من الحدود مع الهواء. يمكن تصحيح هذا ببساطة عن طريق تغيير إعدادات الجهاز، ولكن إذا لم نفعل شيئا، ثم القراءة سوف تكون غير دقيقة.

خطأ

يتأثر دقة قياس العديد من العوامل، بما في ذلك التحقق من مقاييس سمك بالموجات فوق الصوتية والمعايرة، وسرعة التوحيد في الجوهر، توهين وتشتت الصوت، خشونة السطح وانحناء سطح، وضعف التواصل والتوازي السفلي. وأفضل طريقة لتحقيق دقة باستخدام معايير حجم المعروفة. مع الخطأ معايرة السليم سمك بالموجات فوق الصوتية لل± 0،01 ملم وحتى ± 0001 ملم. خط تأخير أو الغمر محولات في النمط الثالث أيضا تحسين دقة القياس.