Ուլտրաձայնային հաստությունը: գործող սկզբունքները, հրահանգներ, արտադրողների, ակնարկներ

Ուլտրաձայնային հաստությունը չափում է ոչ կործանարար մեթոդը որոշելու համար լայնությունը միակողմանի նյութական. Այն արագ, հուսալի, բազմակողմանի, եւ, ի տարբերություն micrometer կամ caliper, չի պահանջում մուտք դեպի երկու կողմերում օբյեկտի. Առաջին առեւտրային սենսորների, օգտագործելով սկզբունքը sonar, հայտնվել են 1940-ականների վերջում: Փոքր շարժական սարքեր, օպտիմիզացված համար լայն շարք դիմումների, սովորական երեւույթ են դարձել 1970-ականներին: Եւ նորարարություն է միկրոպրոցեսորային տեխնիկայի հանգեցրել է նոր մակարդակի ճշգրտության, պարզության եւ miniaturization:

Արտադրության սարքեր ներգրավված է մի շարք հայտնի ընկերություններ: Այդ թվում `- գերմանական ընկերությունը Siemens, ամերիկյան Դակոտա Ultrasonics, բրիտանական Cygnus. ՌԴ-ում, ապա սարքեր արտադրվում ընկերությունների կողմից, ինչպիսիք են SPF «AKS« NPK "beam", ԷՍ ՓԻ ՍԻ »MaksProfit» եւ ուրիշներ:

Ինչ կարելի է չափել:

Գործնականում ցանկացած պայմանական շինարարական նյութ կարելի է չափել, օգտագործելով ուլտրաձայնային: Ուլտրաձայնային սենսորների կարող է կազմաձեւվել մետաղներ, պլաստմասսա, կոմպոզիցիոն, ապակի, կերամիկա եւ ապակի. Նաեւ հնարավոր չափումների մամլել պլաստմասսայի եւ ուղղում է արտադրական գործընթացի, ինչպես նաեւ տարբեր շերտերը կամ ծածկույթներ, ու բազմաշերտ հոդվածներ, հեղուկներ եւ կենսաբանական նմուշների. Մեկ այլ գործողություն, որտեղ պարզապես անհրաժեշտ ուլտրաձայնային հաստությունը, - որոշում է աղյուսով հաստությամբ եւ կառույցների բետոնի, ասֆալտի եւ ժայռերի. Նման չափումներ են գրեթե միշտ ոչ կործանարար, եւ պահանջում է ոչ կտրելու կամ disassembly հաստատություն.

Նյութերը, որոնք չեն հարմար պայմանական ուլտրաձայնային չափման պատճառով վատ փոխանցման բարձր հաճախականության ալիքների, ներառում են փայտ, թուղթ, բետոն եւ foamed արտադրանք.

Ինչպես չափել.

Ձայնային էներգիան կարող է գեներացվել է լայն հաճախականությունների սպեկտրի. An լսելի ձայնային տատանվում է 20 - ից 20 kHz. Որքան բարձր է հաճախականությունը, այնքան բարձր է ընկալվում տոնով: Էներգիան ավելի բարձր հաճախականությամբ վեր է մարդկային լսումների, որը կոչվում է ուլտրաձայնային: Շատ դեպքերում, ուլտրաձայնային ստուգումը իրականացվում է հաճախականությունների տիրույթում է 500 kHz է 20 ՄՀց, չնայած որոշ մասնագիտացված գործիքներ հասնում է 50 կՀց կամ 100 MHz. Անկախ այն բանից, հաճախականության, որ Sonic էներգիան մեխանիկական vibrations ընդլայնում է սահմանված միջին, ինչպիսիք են օդի կամ պողպատի, համաձայն հիմնական օրենքների ֆիզիկայի ալիքների:

Չափումների օգտագործելով ուլտրաձայնային պատի հաստությամբ ջրաչափի: Գործող սկզբունքը սարքի բաղկացած է ճշգրիտ հաշվարկման զարկերակային տարանցիկ պահի փոքր ստուգվել (transducer) միջոցով չափման օբյեկտի, արտացոլվում է իր ներքին մակերեւույթը կամ դիստալ պատը: Քանի որ ձայնային ալիքները արտացոլում դուրս սահմանները միջեւ տարբեր նյութերի, այդ չափման, որը, որպես կանոն, իրականացվում է մեկ ձեռքով, որ «Իմպուլսի / Էխո»:

The transducer կազմում է piezoelectric տարր, որը ոգեւորված է կարճ էլեկտրական զարկերակին է առաջացնում առանձին ուլտրաձայնային ալիքների: Նրանք ուղարկվում են չափված նյութական, եւ անցնել այն, քանի դեռ դուք կարող եք դիմակայել է հետեւի պատը կամ այլ խոչընդոտ. Արտացոլված ալիքը վերադառնում է transducer, որը նորադարձների մեխանիկական vibrations մեջ էլեկտրական էներգիայի: Ի դեպ, ուլտրաձայնային հաստության gauges լսելու համար Արձագանքներ հակառակ կողմում: Որպես կանոն, այդ ժամանակ ընդմիջում միջեւ ուղարկված է եւ արտացոլված ազդանշան է ընդամենը մի քանի միլիոնանոց երկրորդ. Որ սարքը մտել տվյալների վրա ձայնային արագություն է նյութական, որից այն կարող է, ապա հաշվարկել հաստությունը, օգտագործելով մի պարզ մաթեմատիկական հարաբերություն: D = V տ / 2, ջրով կը հեղեղեմ երկիրը:

• դ - ի հաստությունը մասի.
• V - արագություն ձայնի.
• t - չափվում ժամանակը ձայնային ընդունումը:

Կարեւոր պարամետր

Դա կարեւոր է նկատի ունենալ, որ արագությունը ձայնի օբյեկտի ուսումնասիրության էական մասն է այս հաշվարկի: Տարբեր նյութերը փոխանցելու ձայնային ալիքներ այլ կերպ. Որպես կանոն, չոր վերը նշված այն, իսկ փափուկ - ստորեւ. Բացի այդ, դա կարող է զգալիորեն տարբերվել է ջերմաստիճանի. Միեւնույն ժամանակ, պետք է միշտ է calibrated ուլտրաձայնային հաստությունը gauges համար արագությամբ չափված նյութական, որից անմիջականորեն կախված է ճշտության ընթերցումների.

Ձայնային ալիքների ՄՀց տատանվում միջոցով օդը փորձարկվել վատ է, որպեսզի բարելավել ձայնային փոխանցման միջեւ emitter եւ նմուշի, որը տեղադրված մի կաթիլ Հեղուկի զուգավորում. Որպես կանոն, այդ couplant օգտագործվում գլիցերինի, պրոպիլեն գլիկոլ, ջուր, նավթ եւ գել. Միայն մի փոքր գումարը հեղուկ է լրացնել չափազանց բարակ օդային բացը:

չափման եղանակները

Արտադրողները ուլտրաձայնային հաստությունը չափման ժամանակ ընդմիջումից այն էներգիան, որն անցնում է փորձարկման նմուշի երեք ձեւերով:

1. Ինտերվալը միջեւ գրգռում զարկերակին, որն առաջացնում է ձայնային ալիք եւ առաջին վերադառնում արձագանքը մինուս մի փոքր օֆսեթ արժեքը, օֆսեթ ձգձգումը գործիք, եւ կաբելային Converter.
2. Ժամանակահատված միջեւ արձագանքները վերադարձել է ընտրանքային մակերեսի եւ առաջինը արտացոլված արձագանքները:
3. Ինտերվալը երկու հաջորդական ստորին ի արձագանքները.

Ընտրելով սովորաբար թելադրում տեսակի transducer, եւ կոնկրետ դիմում պահանջները: Առաջին ռեժիմ օգտագործվում է շփման սենսորային եւ խորհուրդ է տրվում բոլոր դիմումները: Երկրորդը ուշացումը գծի այն է, ներկա կամ immersed տվիչները դիմել են փորել եւ ուռուցիկ մակերեսների, փակ տարածության մեջ, որովհետեւ չափման շարժվող նյութական կամ բարձր ջերմաստիճանի օբյեկտները.

Երրորդ ռեժիմում նաեւ օգտագործում է հետաձգման գիծ կամ ընկղմամբ սենսորների եւ, որպես կանոն, ապահովում է բարձր ճշտություն եւ լավագույն նվազագույն բանաձեւի հաստությունը: Որպես կանոն օգտագործվում է, երբ որակի չափումները առաջին կամ երկրորդ ռեժիմում է անբավարար: Սակայն, վերջինս ռեժիմում է միայն հարմար է նյութերի, որոնք արտադրում է մաքուր բազմաթիվ արձագանքները, որպես կանոն, ցածր մարում, ինչպիսին որ մանրահատիկ մետաղների, ապակի, կերամիկա.

Երկու տեսակի սարքերի

Ուլտրաձայնային հաստությունը gauges սովորաբար բաժանվում են երկու տեսակի `կոռոզիայից եւ բարձր ճշգրտության. Մեկը կարեւորագույն դիմումների որոշումն լայնությամբ եւ մնացորդային մետաղական պատերին խողովակներով, անոթների, կառուցվածքային բաղադրիչների եւ ճնշման անոթների, որոնք ենթակա են ներքին կոռոզիայից եւ չեն կարող լինել տեսանելի դրսից: Հաստությունը ջրաչափի, ուլտրաձայնային կորոզիայի եւ նախատեսված են այդ նպատակի համար. Նրանք օգտագործում են ազդանշանի մշակման մեթոդները, որոնք օպտիմիզացված հայտնաբերման նվազագույն մնացորդային պատի լայնությամբ է կոշտ եւ ժանգոտած նմուշների հետ մասնագիտացված երկու տարր սենսորների.

Այլ դեպքերում, այն առաջարկում օգտագործման ճշգրիտ գործիքների հետ միայնակ կերպափոխիչներ `մետաղների, պլաստմասսայի, ապակեպլաստիկ, կոմպոզիցիոն, ռետինե եւ կերամիկա. Բազմաքանակությամբ տվիչների տարբեր ճշգրտության սարքերի, որը կարող է չափել ճշգրտությամբ ± 0,025 մմ կամ ավելի բարձր, ինչը գերազանցում է կոռոզիայից զոնդերը:

Ստանդարտ ուլտրաձայնային հաստությունը gauges դասակարգվում են ըստ նպատակի, աստիճանի ավտոմատացման, ազդեցությունից պաշտպանության շրջակա միջավայրի, դիմադրության մեխանիկական սթրեսի, ինչպես նաեւ որոշում է նրանց հիմնական ցուցանիշները:

տեսակներ կերպափոխիչներ

• Հետադարձ կապ տվիչներ, որոնք օգտագործվում են անմիջական շփման հետ փորձանմուշ: Չափումներ նրանց հետ հեշտ է, այնպես որ, դրանք օգտագործվում են ավելի հաճախ:
• Կերպափոխիչներ ձգձգումը line կազմում է պլաստիկ, epoxy կամ որձաքար մխոց որպես միջնորդ միջեւ ակտիվ տարր եւ փորձարկման օբյեկտի. Հիմնական պատճառն իրենց օգտագործման չափումը բարակ օբյեկտների, որտեղ դա կարեւոր է առանձնացնել գրգռվածություն իմպուլսներ են ներքեւից echo: Ուշացումը գիծը կարող է ծառայել որպես ջերմային մեկուսիչ, պաշտպանելով ջերմաստիճանը զգայուն դետեկտորի տարրը հետ անմիջական շփման տաք նյութերի. Բացի այդ, այն կարող է ձեւավորվել, բարելավելով բռնելով սուր փորել կամ ուռուցիկ մակերեսին.
• Ապարատներ տվիչներ մատակարարելու ակուստիկ էներգիա չափման տարր օգտագործելով ջրային լոգանք կամ սյունակում. Նրանք օգտագործվում են չափման շարժվող օբյեկտների, սկան կամ օպտիմալացման զուգավորում ներկայությամբ սուր շառավիղ, grooves կամ ուղիներով:
• Կերպափոխիչներ երկու տարրերի օգտագործվում են քայքայիչ shirinomerah որոշելու լայնությունը օբյեկտների հետ կոպիտ է, corroded մակերեսին. Այն բաղկացած է առանձին փոխանցող եւ ստացող տարր տեղադրված մի փոքր տեսանկյունից հետաձգման գծի կենտրոնանալ այն էներգիան է ընտրված հեռավորության գրանշանները մակերեսի չափվում նմուշի: Չնայած նման չափումներ են ոչ թե որպես ճշգրիտ, որքան մյուս տեսակների սենսորների, նրանք սովորաբար ապահովում է շատ ավելի բարձր ցուցանիշներ:

Ուլտրաձայնային հաստությունը ջրաչափի: հրահանգ

Նախապատրաստվելու համար չափման transducer պետք է միացված է սարքի, իր հերթին այն է, սահմանել է արագությունը ձայնի եւ calibrate: Որպեսզի դա անել, կիրառել մի քիչ շփման նյութի վրա calibration ստանդարտի, կցել սենսորը եւ հնարավորություն են տալիս աստիճանավորման ռեժիմ: Այս ընթացակարգը պետք է միշտ է իրականացվի հետո փոխարինելու է inverter կամ մարտկոցը. Տարբերակներ հայտնի չափաբերման հաստությամբ եւ արագության ձայնի.

Չափումների պետք է կիրառվեն նաեւ մակերեսի օբյեկտի եւ դարձնել կոնտակտային գործակալ սենսոր: Արդյունքն ակնառու է, ցուցադրվում է էկրանին. Հնարավոր է օգտագործել սարքը փնտրել ռեժիմում, օրինակ, պետք է որոնել ամենափոքր հաստությամբ նյութի: Դա նաեւ հնարավոր է կարգավորել ահազանգ է որոշելու հետ պատի չափ պակաս, քան սահմանված արժեքից:

Չափիչ արագությունը ձայնի է չափել օբյեկտային Caliper կամ micrometer, կցել Փոխարկիչ եւ սպասել արդյունքում: Ընդլայնված նախընտրական չափվում արժեքը, սեղմեք կոճակը փրկելու տվյալների հիշողության մեջ: Որոշ սարքեր թույլ են տալիս տվյալների փոխանցում ԱՀ.

Ուլտրաձայնային հաստությունը: արձագանքներ

Օգտագործողները դրական եմ գնահատում կոմպակտ չափը, հեշտ օգտագործման համար, հուսալիության, հեշտ calibration ժամանակակից սարքերի: Փորձագետները նշում են, բացակայությունը այլընտրանքային սարքերի այս տեսակի գնահատելիս վիճակը ավտոմեքենաների, որակը կատարման bodywork. Որ սարքը դարձնում այն հնարավոր է որոշել, թե արդյոք մեքենան պետք է վերաներկել եւ արդյոք դա էր ներգրավված է վթարի. Հաստությունը, որի համար ոչ մի պահանջվող couplant, ինչպես նաեւ ի վիճակի է իրականացնել ինքնավստահություն calibration, որոնք առավել տարածված.

Նյութեր եւ տեսականին

Ուլտրաձայնային հաստությունը, որի սկզբունքն է ընտրված կախված կազմի, չափման շրջանակը, երկրաչափություն, ջերմաստիճանի, ճշգրտությունը պահանջները եւ այլ հնարավոր պայմանները, երբեմն պարզապես անփոխարինելի:

նյութական տեսակը եւ չափը չափումների են առավել կարեւոր գործոններ են ընտրության սարքի եւ inverter: Շատ նյութեր, այդ թվում նաեւ մետաղների, խեցեղեն եւ ապակի, ուլտրաձայնային կատարվում է շատ արդյունավետ է եւ թույլ են տալիս չափումների մի լայն շրջանակ: Շատ պլաստմասսա չի կլանել էներգիա եւ, հետեւաբար, ունեն սահմանափակ առավելագույն հաստությունը շրջանակ, բայց մեծ աշխատանքի իրավիճակներում չափումը չի առաջացնում խնդիրներ. Ռետինե, FIBERGLASS եւ շատ կազմածո նյութերը աբսորբացնել շատ ուժեղ է, եւ պահանջում են ավելի հաղորդակն եւ ստացողի, որոնք օպտիմիզացված են շահագործման ցածր հաճախականությունների.

Հաստությունը որոշում տեսակը Փոխարկիչ: Բարակ օբյեկտները չափվում են բարձր հաճախականությունների եւ հաստ կամ մարում ցածր. Շատ բարակ նյութերի օգտագործվող ուշացնելու գիծ, թեեւ նրանք, ինչպես նաեւ ապարատներ տվիչներ, որոնք սահմանափակվում են հաստությամբ չափումների շնորհիվ միջամտության է բազմակի echo: Այն դեպքում, լայն օբյեկտների կամ իրերի կազմված է մի քանի նյութերի կարող է պահանջել տարբեր տեսակի սենսորների.

The կորություն է մակերեսին

Հետ բարձրացման արդյունավետության թեքություն շփման մակերեսի միջեւ transducer եւ օբյեկտի է չափվում է կրճատվել, սակայն նվազում շառավղով թեքություն պետք է նվազել սենսորային բանաձեւ. Չափումը շատ փոքր շառավիղ կարող է պահանջել օգտագործումը հետաձգման գծերի կամ կոնտակտային ստորջրյա նավերի փոխակերպիչներ. Նրանք կարող են օգտագործվել նաեւ չափումների grooves, cavities եւ այլ տեղերում սահմանափակ մուտք.

ջերմաստիճան

Կոնտակտային տվիչներ, որոնք, ընդհանուր առմամբ, կիրառելի է օբյեկտի է ջերմաստիճանի 50 ° C. Լրացուցիչ տաք նյութերը կարող են վնասել սենսորը շնորհիվ ուժի ջերմային ընդլայնման: Նման դեպքերում, դուք պետք է միշտ օգտագործել inverters ուշացումով գծի, ջերմային - դիմացկուն, բարձր ջերմաստիճանի կամ ընկղմամբ սենսորային երկու տարրերից.

Որոշ դեպքերում, ինչպես նաեւ ցածր ակուստիկ impedance օբյեկտ (խտության բազմապատկված արագություն ձայնի), որը կապված է նյութի հետ բարձր ակուստիկ impedance. Տիպիկ օրինակներ - պլաստիկ, ռետինե եւ ապակի ծածկույթների պողպատից կամ այլ մետաղներ, ապակի եւ պոլիմերային ծածկույթների. Այս դեպքում արձագանքը է սահմանի երկու նյութերը fazoinvertirovannym - inverted նկատմամբ արձագանքի է սահմանի օդի հետ: Սա կարող է ուղղել պարզապես փոխելով սարքի, բայց եթե ոչինչ չի արվում, ապա ընթերցումը կլինի ոչ ճիշտ.

սխալ

Չափման ճշտությունը, որը ազդում է բազմաթիվ գործոններից, այդ թվում `ստուգման ուլտրաձայնային հաստությամբ gauges եւ դրանց ստուգաչափումը, արագության միատեսակ թմրադեղերի, թուլացման եւ խորտակելով ձայնի, մակերեսային roughness եւ մակերեւութային թեքություն, վատ կապի եւ ստորին զուգահեռության: Ճշտությունը լավագույնս հասնել, օգտագործելով չափանիշները հայտնի չափի. Պատշաճ calibration սխալի ուլտրաձայնային հաստությամբ ± 0.01 մմ եւ նույնիսկ ± 0,001 մմ: ուշացումը line կամ ընկղմամբ տվիչները երրորդ ռեժիմում նաեւ բարելավել չափման ճշտությունը: