超声波测厚仪：操作原理，说明，生产厂家，评论

超声波测厚是用于确定片面材料的宽度非破坏性方法。 它是快速，可靠，多功能，并且，相对于千分尺或卡尺，不需要访问对象的两侧。 第一个商业化的传感器，使用声纳的原则，出现在20世纪40年代末。 小型便携式设备，适用范围广的应用进行了优化，已成为20世纪70年代司空见惯。 而在微处理器技术创新导致的精度，简化和小型化一个新的水平。

参与了大量的知名企业生产的设备。 其中 - 德国西门子公司，美国南达科他州超声波，英国的天鹅。 在俄罗斯，由公司如SPF“AKS” NPK“上梁”，最高人民法院“MaksProfit”和其他生产设备。

有什么可以衡量？

几乎任何常规的 结构材料 可以使用超声波来测量。 超声波传感器 可以被配置为金属，塑料，复合材料，玻璃，陶瓷和玻璃。 挤压塑料也可能的测量和在制造过程中轧制 - 为不同的层或包衣，和多层制品，液体和生物标本。 另一个操作，其中简单地必要超声波厚度， - 判定所述砖的厚度和混凝土，沥青，岩石的结构。 这种测量几乎都是非破坏性的，不需要切割或拆卸设备。

这不适合于常规的超声波测量由于高频波的传输差的材料，包括木材，纸，混凝土和发泡产品。

如何衡量？

可以产生在声能宽的频谱。 可听见的声音是在范围从20到20千赫。 频率越高，感知音调越高。 超越人类听力频率较高的能量，称为超声波。 在大多数情况下， 超声波探伤是进行 频率范围 从500kHz到20MHz的，尽管有些专用的工具达到50千赫或100兆赫。 与频率无关，该声能是 机械振动 在限定的介质延伸，如空气或钢，按照物理波的基本规律。

对于使用超声波壁厚计测量。 该装置的工作原理在于小探针（换能器）通过测量对象的脉冲传播时间的准确计算，反映了其内表面或远端壁。 由于声波反射离开异种材料之间的边界，该测量通常用一只手进行的，在“脉冲/回波”。

该换能器包括由一个短的电脉冲激发来产生离散超声波的压电元件。 他们被送到测量材料，并通过它，直到你面对的背墙或其他障碍物。 的反射波返回到该机械振动转换成电能的换能器。 实际上，超声波测厚仪侦听从相反侧的回波。 典型地，发送和反射的信号之间的时间间隔是仅一秒钟的百万分之几。 设备中输入的数据上 的声速 在材料从它可以然后通过使用一个简单的数学关系计算厚度：D = V T / 2，其特征在于：

• d - 不部分的厚度;
• N - 声音的速度;
• 吨 - 声音通道的测量的时间。

一个重要参数

需要注意的是声音在所研究的对象的速度这一计算的重要组成部分，是重要的。 不同的材料不同的发射声波。 作为一项规则，它上面的固体，并在软 - 下方。 此外，它可与温度有很大的不同。 与此同时，必须总是在测得的材料，从该直接取决于读数的精确度进行校准超声波测厚仪速度。

声波在MHz范围内通过空气测试不好，所以提高了发射器和样品之间的声音传输被放置在流体耦合的下降。 典型地，耦合剂中使用甘油，丙二醇，水，油和凝胶。 只有流体的少量填充极薄气隙。

测量模式

厂家超声波厚度测量的时间间隔通过试样通过三种方式的能量：

1. 激励脉冲，其中产生声波和所述第一返回的回波减去一个小的偏移值，在工具的偏移延迟，和电缆转换器之间的间隔。
2. 回波之间的时间间隔从样品表面返回，并且第一反射回波。
3. 两个连续的底部回波之间的时间间隔。

选择通常决定换能器的类型，以及具体的应用需求。 第一模式用于接触传感器，建议用于大多数应用。 第二延时线是在封闭的空间施加到凹面和凸面，用于测量移动材料或高温物体存在或浸没换能器。

第三模式还利用延迟线或浸入传感器和通常提供高准确度和最佳的最小分辨率的厚度。 通常使用时，第一或第二模式的质量测量是不能令人满意的。 然而，后一种模式是仅适用于生产清洁多个回波，作为一项规则，具有低阻尼作为细粒金属，玻璃，陶瓷的材料。

两种类型的设备

超声波测厚计通常分为两种类型：腐蚀和精度。 其中一个最重要的应用是管道，容器，结构部件和压力容器，其受到内部腐蚀，并且可以从外部不可见的残留金属壁的宽度的测定。 测厚仪，超声波腐蚀并为此而设计的。 他们使用与专门双元件传感器粗和生锈样品中检测微小残留壁宽度的优化信号处理技术。

在其他情况下，它建议用单一转换器的使用精密仪器 - 用于金属，塑料，玻璃纤维，复合材料，橡胶和陶瓷。 由多个各种精密设备的传感器，其可以具有±0025毫米或更高的准确度，这比腐蚀探针更高测量。

标准超声波测厚仪由目的，自动化程度，保护免于暴露到环境中，电阻分级为机械应力，并且还确定其主要指标。

类型的转换

• 接触式探头是在与试验样品直接接触使用。 他们测量容易，所以他们更经常被使用。
• 转换器延迟线包括塑料，环氧树脂或石英圆柱体作为有源元件与测试对象之间的中介。 的主要原因它们的使用 - 薄的物体的测量，在那里它与激励脉冲从底部回波分离是重要的。 延迟线可以用作热绝缘体，保护温度敏感检测器元件从与热的物料直接接触。 另外，也可以形成，从而提高了鲜明的凹形或凸形表面的抓地力。
• 潜水传感器，用于使用水浴或列到测量元件提供声能。 它们用于在锋利的半径，凹槽或通道的存在运动物体，用于扫描或耦合的优化的测量。
• 有两个元素转换器在腐蚀性shirinomerah用于确定与粗糙，腐蚀表面的物体的宽度。 它由单独的发射和安装在一个很小的角度到延迟线接收元件的聚焦能量在所测量的样品的表面下的选定距离。 虽然这样的测量并不像其他类型的传感器准确，它们通常提供更高的性能。

超声波测厚仪：指令

到用于测量换能器必须被连接到该设备准备，将其打开，设置声音的速度和校准。 要做到这一点，应用一个小的接触材料上的校准标准，附加一个传感器并启用校准模式。 此过程必须总是更换逆变器或电池之后进行。 已知的校准厚度和声音的速度的变体。

对于测量必须被施加到物体的表面，并且，使接触剂传感器。 其结果显示在显示器上。 能够使用该装置在扫描模式中，例如，要搜索的材料的最小厚度。 另外，也可以配置一个警报，以确定具有小于该设定值的大小壁的位置。

为了测量声速待测量对象卡尺或千分尺，连接转换器，并等待结果。 通过设置预先测量的值，按下按钮将数据保存在存储器中。 有些设备允许数据传输到电脑上。

超声波测厚仪评论

用户积极评价紧凑的尺寸，便于使用，可靠，易于现代设备的校准。 专家指出，由于没有替代这种类型的评估汽车的条件下，车身的性能质量时的设备。 该装置能够确定车辆是否重新油漆以及是否参与了事故。 厚度，没有必需的耦合剂，以及能够进行自我校准它，是最流行的。

材料和范围

超声厚度，其原理的取决于组合物中选择，测量范围，几何形状，温度，精度要求和其他可能的条件下，有时简称不可缺少的。

材料类型和测量的程度是在选择装置和逆变器中的最重要的因素。 许多物质，包括大多数金属，陶瓷和玻璃，超声被非常有效地进行，并允许在宽范围的测量。 大多数塑料会吸收能量，因此具有有限的最大厚度范围内，但在大多数情况下，工作的测量不会造成问题。 橡胶，玻璃纤维和许多复合材料吸收更强，并且需要多个发射器和被在低频优化操作接收器。

厚度决定了转换器的类型。 低 - 薄物体在高频和厚或阻尼测量。 对于使用延迟线，尽管它们，以及换能器潜水在厚度测量有限的，由于从多个回波干扰非常薄的材料。 在由几种材料的宽对象或项目的情况下，可能需要不同类型的传感器。

表面的曲率

与增加所述换能器和将被测量物体之间的接触面的曲率的效率降低，但是随曲率半径必须传感器的分辨率降低。 非常小的半径的测量可能需要使用的延迟线或接触式潜水换能器。 它们也可以用于凹槽，腔等地访问受限的测量。

温度

接触式探头，在50℃的温度一般适用于对象 更热的材料会损坏传感器因热膨胀的效果。 在这种情况下，应始终使用逆变器与延迟线，具有两个元件的耐热，高温或浸没传感器。

在一些情况下，具有低的声阻抗物体（密度乘以声速）与具有高的声阻抗的材料相连。 典型实例 - 钢或其他金属，玻璃和聚合物涂层的塑料，橡胶和玻璃涂层。 在这种情况下从两种材料之间的边界处的回波将fazoinvertirovannym - 倒相对于从与空气的边界处的回波。 这可以通过简单地改变设备的设置来解决，但如果不采取任何措施，那么读数就会不准确。

错误

测量精度是由许多因素，包括超声波测厚仪的验证和它们的校准，速度均匀性的物质，衰减和声音，表面粗糙度和表面曲率，通信差和底部平行度散射的影响。 精度是利用已知大小的标准，最好地实现。 具有±0,01毫米适当的校准误差超声厚度甚至±0001毫米。 在第三模式中的延迟线或水浸探头还提高了测量精度。