PCE Instruments PCE-TG 300-NO2 merač hrúbky materiálu, 3 - 300 mm

Informácie o hrúbkomere materiálu Ultrasonic Echo-Echo
Ultrazvukový prístroj na meranie hrúbky materiálu echo-echo od PCE Instruments je vhodný na meranie hrúbky steny homogénnych materiálov ako sú kovy, plasty, sklá alebo živice pomocou ultrazvuku v meracom rozsahu 0,65 ... 600 mm. S maximálnym rozlíšením 0,001 mm je možné merať aj veľmi malé rozdiely v hrúbke stien. Pre presné meranie musí byť správna rýchlosť zvuku meraného materiálu vopred nastavená v ultrazvukovom echo-echo hrúbkomere materiálu. Pomocou prístroja na meranie hrúbky materiálu PCE-TG 300-NO2 možno rýchlosť zvuku meniť v krokoch po 1 m/s a je možná aj viacbodová kalibrácia. Ak rýchlosť zvuku materiálu nie je známa, možno ju určiť aj pomocou merača hrúbky materiálu ozveny. Ak je známa hrúbka obrobku, musí sa zadať do merača hrúbky materiálu. Ultrazvukový merač hrúbky materiálu PCE-TG 300-NO2 Aplikácia 1. Po umiestnení ultrazvukového snímača na obrobok sa priamo zobrazí rýchlosť zvuku materiálu. Namerané hodnoty sa zobrazujú na veľkom farebnom LCD displeji s jednoduchou navigáciou pomocou tlačidiel rýchleho výberu. Namerané hodnoty je možné ukladať do internej pamäte merača hrúbky steny Echo-Echo. Na vyhodnotenie je možné tieto údaje vyhodnotiť pomocou voliteľne dostupného softvéru pre PC alebo ich vytlačiť priamo cez Bluetooth pomocou tlačiarne. Funkčnosť merača hrúbky steny Echo-Echo je rozšírená pomocou voliteľne dostupných sond. 2,5 MHz sondy; K dispozícii sú 5 MHz a 7 MHz a rôzne priemery, takže okrem homogénnych štandardných materiálov možno merať aj silne tlmiace materiály ako liatina alebo plast a tenkostenné súčiastky.

Princíp merania Ultrazvukové meranie hrúbky materiálu

Ľudské ucho je schopné zachytiť zvukové frekvencie maximálne do 16 kHz.Frekvencie nad touto hranicou sú pre človeka nepočuteľné a označujú sa ako ultrazvuk. Tento ultrazvuk sa používa v priemysle v rôznych oblastiach ako zváranie, čistenie, nedeštruktívne testovanie defektov (NDT) alebo meranie hrúbky materiálu. V závislosti od materiálu je ultrazvuk absorbovaný, odrazený, rozptýlený alebo prenášaný. Ultrazvukový prístroj na meranie hrúbky materiálu ozveny PCE-TG 300-NO2 Použitie 1. Meranie hrúbky materiálu pomocou ultrazvuku je vhodné najmä pre všetky zvukovo vodivé materiály s homogénnou štruktúrou, v ktorých dochádza k malým rozptylovým a odrazovým efektom. Ideálne sú napríklad kovové materiály, ako je oceľ, pretože mikroštruktúra v materiáli veľmi dobre vedie ultrazvukové vlny, čo znamená, že na rozhraniach vznikajú veľké hĺbky prieniku a jasné odrazové ozveny.

Podstatné parametre vo vzťahu k materiálu sú rýchlosť zvuku a útlm zvuku. Pri tlmení zvuku sa rozlišuje medzi pohlcovaním zvuku a rozptylom zvuku. Absorpcia zvuku je spôsobená premenou zvukovej energie na iné formy energie, ako je teplo. To znižuje silu užitočného signálu, čo má za následok kratšie doby chodu v materiáli pri meraní hrúbky materiálu. Pretože absorpcia závisí od frekvencie sondy, absorpciu možno zoslabiť napríklad znížením testovacej frekvencie, čo znamená, že sú možné väčšie hĺbky prieniku. Útlm zvuku je spôsobený rozptylovými efektmi na hraniciach zŕn v štruktúre materiálu. Aj tu sa zvyšuje rozptyl zvuku zvýšením testovacej frekvencie, dokonca neúmerne v porovnaní s pohltivosťou. Pri meraní hrúbky materiálu vysoko tlmiacich materiálov, ako je plast alebo liatina, možno niekedy dosiahnuť lepšie výsledky znížením frekvencie testovania.

Pri meraní hrúbky materiálu ultrazvukom sa používajú vlnové impedancie alebo absorpcia zvuku a rýchlosti zvuku rôznych materiálov. Čím väčšie sú rozdiely vo vlnových impedanciách alebo akustických odporoch medzi susediacimi materiálmi, tým jasnejšie je možné určiť odrazy ultrazvuku. Vzduch má napríklad silnú tlmiacu schopnosť vzhľadom na ultrazvuk, takže na rozhraniach medzi kovmi a vzduchom vznikajú silné odrazové ozveny. Tento efekt sa využíva pri meraní hrúbky materiálu na určenie hrúbky steny. Tento efekt zároveň zaisťuje, že medzi sondu a obrobok je potrebné naniesť spojovací gél, aby sa premostila vzduchová medzera, ktorá by zabránila prenosu ultrazvuku zo sondy na obrobok bez aplikácie spojovacieho gélu. .

Ultrazvukové meranie hrúbky materiálu echo-echo
Pri meraní hrúbky materiálu ultrazvukovým ozvenou sa vyhodnocuje niekoľko oziev. Táto metóda merania hrúbky materiálu je vhodná najmä pre potiahnuté obrobky. Ak je ultrazvukový snímač umiestnený na obrobok s povlakom, povlak sa započíta do hrúbky materiálu pri meraní pulznej odozvy. To vytvára chybu, ktorá je spôsobená rôznymi rýchlosťami zvuku náterového materiálu a základného materiálu. V prípade oceľového obrobku potiahnutého plastom sú medzi rýchlosťami zvuku rozdiely 3000 až 4000 m/s. Ak je rýchlosť zvuku v meracom zariadení nastavená na oceľ, povlak by sa pri meraní celkovej hrúbky materiálu meral s nesprávnou rýchlosťou zvuku, čo vedie k nesprávnemu výsledku. Okrem toho pri meraní hrúbky materiálu zvyčajne nie je cieľom merať hrúbku povlaku - na to sa používajú hrúbkomery - ale hrúbku materiálu nosného materiálu. Pomocou funkcie echo-echo ultrazvukového hrúbkomeru sa hrúbka povlaku odpočíta od celkovej hrúbky materiálu. Hrúbku potiahnutého obrobku možno merať pomocou ultrazvukového echo-echo hrúbkomeru bez toho, aby bola hrúbka povlaku zahrnutá do celkového výsledku.

Ultrazvukové snímače na meranie hrúbky materiálu
Pri meraní hrúbky materiálu hrá pri výbere snímača obzvlášť dôležitú úlohu materiálová štruktúra skúšaného materiálu. Ako už bolo opísané, meranie hrúbky materiálu funguje tým lepšie, čím je štruktúra materiálu homogénnejšia. Kovové mriežkové štruktúry sú ideálne, pretože ultrazvukové vlny sú vedené cez materiál bez väčších strát rozptylom. V prípade liatych materiálov, ako je liatina, sú straty rozptylom vo všeobecnosti podstatne väčšie v dôsledku nánosov grafitu. V dôsledku toho sú straty energie ultrazvukových vĺn väčšie, čo znižuje hĺbku prieniku. V prípade veľmi nehomogénnych materiálov, ako je GRP alebo CFRP, je meranie hrúbky steny hrúbkomerom veľmi ťažké alebo často nemožné.

Aby sa zabránilo tomuto problému, ultrazvukové zariadenie na meranie hrúbky materiálu echo-echo od PCE Instruments ponúka možnosť výberu rôznych snímačov. Tu platí základné pravidlo, že čím je materiál nehomogénnejší, tým nižšia by mala byť frekvencia ultrazvukovej sondy. Čím tenšia je hrúbka materiálu a čím presnejšie by malo byť meranie, tým vyššia by mala byť frekvencia sondy. Napríklad 7 MHz ultrazvukový snímač by bol vhodný pre tenkostenné obrobky. 2,5 MHz by sa malo zvoliť pre liate materiály a tiež pre plasty. Ultrazvukové zariadenie na meranie hrúbky materiálu je štandardne dodávané s 5 MHz EE snímačom. S 5 MHz je možné vyhovieť pomerne veľkému množstvu aplikácií, akonáhle sa to v určitej oblasti stane o niečo náročnejšie, ako je popísané vyššie, má zmysel vymeniť sondu. Funkcia EE tiež umožňuje meranie hrúbky steny cez nátery. Ostatné sondy túto funkciu nemajú.

Ultrazvukový merač hrúbky materiálu echo-echo je vhodný aj pre vysokoteplotné aplikácie. Vysokoteplotný snímač s 5 MHz je možné použiť pre aplikácie s vysokými povrchovými teplotami až do 300 °C. Tu je potrebné poznamenať, že je potrebný špeciálny spojovací gél, ktorý odolá zodpovedajúcim teplotám. Treba tiež poznamenať, že rýchlosť zvuku závisí od teploty. Pri vyšších teplotách by sa pre väčšiu presnosť malo skontrolovať, aké veľké sú možné odchýlky v rýchlosti zvuku v dôsledku teplotných zmien. V prípade ocele sa rýchlosť zvuku zníži o cca 1 % pri zvýšení teploty o cca 50 °C. Pri 300°C horúcom povrchu môžu nastať odchýlky merania o niekoľko desatín milimetra, ak sa do merača hrúbky materiálu zadá rýchlosť zvuku, čo v skutočnosti platí len pre teploty okolo 20°C pre príslušný materiál.

Tento text bol preložený strojovo.