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解析影響測厚儀的指標因素以及工作原理

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解析影響測厚儀的指標因素以及工作原理

發布日期:2018-01-20 作者:中國教育裝備采購網 點擊:

測厚儀的指標因素?以及工作原理">超聲波測厚儀是根據超聲波脈衝反射原理來進行厚度測量的,當探頭發射的超聲波脈衝通過被測物體到達材料分界麵時,脈衝被反射回探頭通過精確測量超聲波在材料中傳播的時間來確定被測材料的厚度。凡能使超聲波以一恒定速度在其內部傳播的各種材料均可采用此原理測量。

  超聲波測厚儀是采用最新的高性能、低功耗微處理器技術,基於超聲波測量原理,可以測量金屬及其它多種材料的厚度,並可以對材料的聲速進行測量。可以對生產設備中各種管道和壓力容器進行厚度測量,監測它們在使用過程中受腐蝕後的減薄程度,也可以對各種板材和各種加工零件作精確測量。

  本測厚儀采用脈衝反射超聲波測量原理,適用於超聲波能以一恒定速度在其內部傳播,並能從其背麵得到反射的各種材料厚度的測量。此儀器可對各種板材和各種加工零件作精確測量。可廣泛應用於石油、化工、冶金、造船、航空、航天等各個領域。

  影響指標因素

  1、超聲波測厚儀所測工件表麵粗糙度過大,造成探頭與接觸麵耦合效果差,反射回波低,甚至無法接收到回波信號。對於表麵鏽蝕,耦合效果極差的在役設備、管道等可通過砂、磨、挫等方法對表麵進行處理,降低粗糙度,同時也可以將氧化物及油漆層去掉,露出金屬光澤,使探頭與被檢物通過耦合劑能達到很好的耦合效果。

  2、檢測麵與底麵不平行,聲波遇到底麵產生散射,探頭無法接受到底波信號。

  3、工件曲率半徑太小,尤其是小徑管測厚時,因常用探頭表麵為平麵,與曲麵接觸為點接觸或線接觸,聲強透射率低(耦合不好)。可選用小管徑專用探頭,能較精確的測量管道等曲麵材料。

  4、探頭接觸麵有一定磨損。常用測厚探頭表麵為丙烯樹脂,長期使用會使其表麵粗糙度增加,導致靈敏度下降,從而造成顯示不正確。可選用500#砂紙打磨,使其平滑並保證平行度。如仍不穩定,則考慮更換探頭。

  5、鑄件、奧氏體鋼因組織不均勻或晶粒粗大,在其中穿過時產生嚴重的散射衰減,被散射的超聲波沿著複雜的路徑傳播,有可能使回波湮沒,造成不顯示。可選用頻率較低的粗晶專用探頭。

  6、超聲波測厚儀所測物背麵有大量腐蝕坑。由於被測物另一麵有鏽斑、腐蝕凹坑,造成聲波衰減,導致讀數無規則變化,在極端情況下甚至無讀數。

  7、溫度的影響。一般固體材料中的聲速隨其溫度升高而降低,有試驗數據表明,熱態材料每增加100℃,聲速下降1%。對於高溫在役設備常常碰到這種情況。應選用高溫專用探頭,切勿使用普通探頭。

  8、層疊材料、複合(非均質)材料。要測量未經耦合的層疊材料是不可能的,因超聲波無法穿透未經耦合的空間,而且不能在複合材料中勻速傳播。對於由多層材料包紮製成的設備,測厚時要特別注意,測厚儀的示值僅表示與探頭接觸的那層材料厚度。

  9、當材料內部存在缺陷時,顯示值約為公稱厚度的70%,此時可用超聲波探傷儀進一步進行缺陷檢測。

  10、被測物體內有沉積物,當沉積物與工件聲阻抗相差不大時,顯示值為壁厚加沉積物厚度。

  11、聲速選擇錯誤。測量工件前,根據材料種類預置其聲速或根據標準塊反測出聲速。當用一種材料校正儀器後又去測量另一種材料時,將產生錯誤的結果。要求在測量前一定要正確識別材料,選擇合適聲速。

  12、金屬表麵氧化物或油漆覆蓋層的影響。金屬表麵產生的致密氧化物或油漆防腐層,雖與基體材料結合緊密,無明顯界麵,但聲速在兩種物質的傳播速度不一樣,會導致最終的測量誤差。

  13、應力的影響。在役設備、管道大部分有應力存在,固體材料的應力狀況對聲速有一定的影響。

  ①當應力方向與傳播方向一致時,若應力為壓應力,則應力作用使工件彈性增加,聲速加快;反之,若應力為拉應力,則聲速減慢。

  ②當應力與波的傳播方向不一致時,波動過程中質點振動軌跡受應力幹擾,波的傳播方向產生偏離。根據資料表明,一般應力增加,聲速緩慢增加。

  14、耦合劑的影響。耦合劑是用來排除探頭和被測物體之間的空氣,使超聲波能有效地穿入工件達到檢測目的。如果選擇種類或使用方法不當,將造成誤差或耦合標誌閃爍,無法測量。

  ①因根據使用情況選擇合適的種類,當使用在光滑材料表麵時,可以使用低粘度的耦合劑;當使用在粗糙表麵、垂直表麵及頂表麵時,應使用粘度高的耦合劑。高溫工件應選用高溫耦合劑。

  ②其次,耦合劑應適量使用,塗抹均勻,一般應將耦合劑塗在被測材料的表麵,但當超聲波測厚儀測量溫度較高時,耦合劑應塗在探頭上。

  相關應用

  由於超聲波處理方便,並有良好的指向性,超聲技術測量金屬,非金屬材料的厚度,既快又準確,無汙染,尤其是在隻許可一個側麵可按觸的場合,更能顯示其優越性,廣泛用於各種板材、管材壁厚、鍋爐容器壁厚及其局部腐蝕、鏽蝕的情況,因此對冶金、造船、機械、化工、電力、原子能等各工業部門的產品檢驗,對設備安全運行及現代化管理起著主要的作用。

  超聲清洗與超聲波測厚儀僅是超聲技術應用的一部分,還有很多領域都可以應用到超聲技術。比如超聲波霧化、超聲波焊接、超聲波鑽孔、超聲波研磨、超聲波液位計、超聲波物位計、超聲波拋光、超聲波清洗機、超聲馬達等等。超聲波技術將在各行各業得到越來越廣泛的應用。

  聲波鑽孔、超聲波研磨、超聲波液位計、超聲波物位計、超聲波拋光、超聲波清洗機、超聲馬達等等。超聲波技術將在各行各業得到越來越廣泛的應用。

  使用技巧

  一般測量

  1.在一點處用探頭進行兩次測厚,在兩次測量中探頭的分割麵要互為90°,取較小值為被測工件厚度值。

  2.30mm 多點測量法:當測量值不穩定時,以一個測定點為中心,在直徑約為30mm 的圓內進行多次測量,取最小值為被測工件厚度值。

  精確測量法

  在規定的測量點周圍增加測量數目,厚度變化用等厚線表示。

  連續測量法

  用單點測量法沿指定路線連續測量,間隔不大於5mm。

  網格測量法

  在指定區域劃上網格,按點測厚記錄。此方法在高壓設備、不鏽鋼襯裏腐蝕監測中廣泛使用。

  5、影響測量示值的因素

  (1)工件表麵粗糙度過大,造成探頭與接觸麵耦合效果差,反射回波低,甚至無法接收到回波信號。對於表麵鏽蝕,耦合效果極差的在役設備、管道等可通過砂、磨、挫等方法對表麵進行處理,降低粗糙度,同時也可以將氧化物及油漆層去掉,露出金屬光澤,使探頭與被檢物通過耦合劑能達到很好的耦合效果。

  (2)工件曲率半徑太小,尤其是小徑管測厚時,因常用探頭表麵為平麵,與曲麵接觸為點接觸或線接觸,聲強透射率低(耦合不好)。可選用小管徑專用探頭(6mm ),能較精確的測量管道等曲麵材料。

  (3)檢測麵與底麵不平行,聲波遇到底麵產生散射,探頭無法接受到底波信號。

  (4)鑄件、奧氏體鋼因組織不均勻或晶粒粗大,超聲波在其中穿過時產生嚴重的散射衰減,被散射的超聲波沿著複雜的路徑傳播,有可能使回波湮沒,造成不顯示。可選用頻率較低的粗晶專用探頭(2.5MHz)。

  (5)探頭接觸麵有一定磨損。常用測厚探頭表麵為丙烯樹脂,長期使用會使其表麵粗糙度增加,導致靈敏度下降,從而造成顯示不正確。可選用500#砂紙打磨,使其平滑並保證平行度。如仍不穩定,則考慮更換探頭。

  (6)被測物背麵有大量腐蝕坑。由於被測物另一麵有鏽斑、腐蝕凹坑,造成聲波衰減,導致讀數無規則變化,在極端情況下甚至無讀數。

  (7)被測物體(如管道)內有沉積物,當沉積物與工件聲阻抗相差不大時,測厚儀顯示值為壁厚加沉積物厚度。

  (8)當材料內部存在缺陷(如夾雜、夾層等)時,顯示值約為公稱厚度的70%,此時可用超聲波探傷儀進一步進行缺陷檢測。

  (9)溫度的影響。一般固體材料中的聲速隨其溫度升高而降低,有試驗數據表明,熱態材料每增加100°C,聲速下降1%。對於高溫在役設備常

  常碰到這種情況。應選用高溫專用探頭(300-600°C),切勿使用普通探頭。

  (10)層疊材料、複合(非均質)材料。要測量未經耦合的層疊材料是不可能的,因超聲波無法穿透未經耦合的空間,而且不能在複合(非均質)材料中勻速傳播。對於由多層材料包紮製成的設備(像尿素高壓設備),測厚時要特別注意,測厚儀的示值僅表示與探頭接觸的那層材料厚度。

  (12)耦合劑的影響。耦合劑是用來排除探頭和被測物體之間的空氣,使超聲波能有效地穿入工件達到檢測目的。如果選擇種類或使用方法不當,將造成誤差或耦合標誌閃爍,無法測量。因根據使用情況選擇合適的種類,當使用在光滑材料表麵時,可以使用低粘度的耦合劑;當使用在粗糙表麵、垂直表麵及頂表麵時,應使用粘度高的耦合劑。高溫工件應選用高溫耦合劑。其次,耦合劑應適量使用,塗抹均勻,一般應將耦合劑塗在被測材料的表麵,但當測量溫度較高時,耦合劑應塗在探頭上。

  (13)聲速選擇錯誤。測量工件前,根據材料種類預置其聲速或根據標準塊反測出聲速。當用一種材料校正儀器後(常用試塊為鋼)又去測量另一種材料時,將產生錯誤的結果。要求在測量前一定要正確識別材料,選擇合適聲速。

  (14)應力的影響。在役設備、管道大部分有應力存在,固體材料的應力狀況對聲速有一定的影響,當應力方向與傳播方向一致時,若應力為壓

  應力,則應力作用使工件彈性增加,聲速加快;反之,若應力為拉應力,則聲速減慢。當應力與波的傳播方向不一至時,波動過程中質點振動軌跡受應力幹擾,波的傳播方向產生偏離。根據資料表明,一般應力增加,聲速緩慢增加。

  (15)金屬表麵氧化物或油漆覆蓋層的影響。金屬表麵產生的致密氧化物或油漆防腐層,雖與基體材料結合緊密,無名顯界麵,但聲速在兩種物質中的傳播速度是不同的,從而造成誤差,且隨覆蓋物厚度不同,誤差大小也不同

  特點

  超輕超薄機身,便於單手操作

  兩點校準功能,使得測量值更為準確

  獨有藍色背景燈光,各種環境下清晰可視

  低功耗,兩節幹電池可使用200小時以上

  適合測量所有導聲材料,如鋼、鐵、塑料、陶瓷、有機玻璃等

  工作原理

  超聲波測厚儀主要有主機和探頭兩部分組成。主機電路包括發射電路、接收電路、計數顯示電路三部分,由發射電路產生的高壓衝擊波激勵探頭,產生超聲發射脈衝波,脈衝波經介質介麵反射後被接收電路接收,通過單片機計數處理後,經液晶顯示器顯示厚度數值,它主要根據聲波在試樣中的傳播速度乘以通過試樣的時間的一半而得到試樣的厚度。

  PD-T係列超聲波測厚儀,在采用國內外先進技術的基礎上,運用單片機技術研製 的一種低功耗低下限袖珍式的智能測量儀器,采用高精度計時芯片,測量分辨率達到0.001mm,,處於世界領先水平。

  注意事項

  a.電源電壓低時,在液晶屏幕左側顯示低電壓符號,此時為了保證儀器的正常測量使用,請您及時更換電池。

  b.在不需要背光的時候,盡量不要長時間開啟背光,以免過快消耗電池的電量。

  c.傳感器表麵為丙烯樹脂,對粗糙表麵的重劃很敏感,因此在使用中盡量輕按。

  d.在測量以後盡量及時將傳感器表麵的耦合劑和標準試塊,被測物體表麵的耦合劑清理幹淨。

  e.被測物體表麵溫度不超過60度,以免導致傳感器不能正常測量。

  f.儀器長時間不使用時應將電池取出,以免電池漏液導致儀器損壞。

  g.盡量避免油汙,潮濕,碰撞。

  h.插拔傳感器時,應捏住活動外套沿軸線用力,不可旋轉傳感器頭部,以免損壞傳感器電纜線芯


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