超声波测厚仪是如何测量出材料厚度的

发布者: 发布时间:2022/3/1 17:22:11 阅读:次 【字体:

测厚的方法和仪器有很多,除了一般的机械测厚外,常用的测厚仪器原理上有: 射线测厚仪、超声波测厚仪、磁测厚仪、电流测厚仪等。超声波测厚仪与利用以及其他工作原理进行制作的测厚仪相比,有小型、轻便、测量发展速度快、精度高、电池系统供电、容器内积累成污垢不影响工程测量数据精度等优点。因此,近年来,工业上使用的绝大多数测厚仪都是超声波测厚仪。

近年来随着脉冲反射式测厚仪发展速度非常快。因为使用集成电路、数字厚度测量温度下限可以降至0.25毫米,上限进行一般为几百毫米,精度可达到0.01毫米。

超声波测厚仪原理上可分为谐振式和脉冲式。详细讨论了脉冲反射式测厚仪。

(一)基本原理

脉冲反射式测厚仪从原理基础上来可以说是一个测量进行超声波脉冲在材料中的往返传播活动时间t,即:d=c*t/2

如果声速 c 已知,则可以通过测量超声脉冲在材料中的往返传播时间 t 来获得材料的厚度 d。这种测厚仪可利用表头或数字管直接可以表示不同厚度,使用过程中极为方便。

测厚仪路工件原理是o发射系统电路进行输出作为一个不断上升发展时间很短,脉冲很窄的周期性电脉冲,通过网络电缆加到探头上,激发压电片产生影响脉冲超声波,探头发出的超声波进入工件,在工件上下两面形成自己多次反射。反射波经过压电片后转换成电信号,再由放大器放大。通过计算电路测量了声波在两表面间的传播时间 t。

(二)脉冲反射式测厚仪进行电路设计概述

脉冲反射式测厚电路主要由主控制器、发射电路、接收放大电路、计算电路、测厚显示等部分组成。

下面就其中几个方面主要部分进行讨论如下。

1、发射电路

脉冲触发后的电路从主机controlle从提高学生分辨分析能力和降低测厚仪范围的下限考虑,发射脉动冲要上升发展时间短,脉冲宽度窄,这里我们需要研究指出。影响发射脉冲宽度的因素不仅仅是电路中的问题,还有探头的制作。从提高学生灵敏度和扩大测量工作范围上限考虑,要求我们发射功率大。

目前,脉冲式超声波测厚仪主要采用晶体管电路和集成电路。为了改善排放系数,有必要通过直流变换器将电源电压从几伏提高到几十伏到几百伏,以供应发射管,从而增加发射的强度。

2、接收放大电路

它主要是通过接收信息放大工件的底面反射信号。除了底部反射振幅的信号但过分提高信息增益会使脉冲宽度变宽而影响进行测量数据精度。

3、计算电路和厚度显示

数字式测厚仪测读最方便,测量数据精度也高,精度最高可达±0.01毫米,目前研究国内外企业生产的脉冲式超声波机械测厚仪主要是通过数字式的。接下来讨论了数字式测厚仪的计算电路和测厚显示。

发射脉冲和经过不断放大的底面反射信号(或相邻两个底面反射信号)触发厚度闸门控制工作电路,输出作为一个有效宽度与被测工件中超声波技术传播活动时间成本成正比的方波。用方波来控制导叶开度和秘密地

高频振荡器输出通过一系列具有高频振荡信号。在开启门电路时,通过门进入计数器计数这些高频信号,最后数字管显示开启时间内的高频振荡次数。计数与开门方波信号宽度可以成正比,方波宽度又正比于工件材料厚度,因此,计数存在正比于厚度。高频振荡器的频率是可调的。频率可以根据不同的材料进行调节,使开启时间内振荡次数等于工件的厚度。

测量数据精度为0.1毫米时对于钢来说,相应的声波进行传播活动时间约0.03微秒,也就是我们要求学生高频振荡的一个经济周期为0.03微秒,即振荡工作频率不断调整企业约为30 兆赫左右,这时通过计数器就显示以0.1毫米为单位的厚度值。如果你想让0.0的测量精度但制作在这样一个高频率下工作的数字控制电路太困难了。实用的解决方法是在计数电路前加一个方波信号扩展电路,使开机时间准确地增加10倍,使测量精度达到0.01 mm,振荡频率约为30mhz。

(三)测厚仪的使用及注意事项

首先是我们选择一个探头。测厚用探头一般企业要根据测厚范围,测量数据精度和工件条件来选择。双晶片探头具有较宽的测量范围和较低的测量下限。

测厚时被测工件的表面进行处理与探伤时的要求企业相同。对粗糙表面抛光区域的厚度

藕合剂可以选用也同探伤时一样,对小径管管壁和坚立的壁等的测厚,采用不同甘油或水玻璃为宜。

为了避免多次反射或其他杂波信号引起的错误读数,重要的是要指出稳定和可重复的读数。假读数在绝大部分多数学生情况中指示是不稳定的。采用双晶探针,解决了工件的一般非定向问题。探头放置一个方向发展无关,并且我们每个测 点测一次即可。管厚度,探头放置方向

测量管材,尤其是测小径管时,要细心左右摆动探头,使其与管壁正交,这样我们才能发展获得社会稳定提供准确的厚度可以指示。如果仪器工作正常,但不能测量厚度,首先要检查工件是否光滑,清洁度是否合格。耦合剂好,上光剂不够再抛光,耦合剂太薄,应用粘度代替。如果我们仍然测不出来,这可能是企业内部腐蚀问题严重影响引起的,可把探头稍移动一点 再测。

测厚中要注意成倍读数或缺陷反射两种不同情况,当读数与预想值相差很多时,应该通过分析问题是什么重要原因可以引起的,看是企业出现了成倍读数(读数过大)还是一个缺陷反射(读数过小);这时如有需要其他产品种类测厚仪或探伤仪,应辅助系统测量研究一下,辨明原因。

对运行中高温工件的测量,要使用高温探头和特殊的耦合剂。

通常管道中沉积物的声阻抗与管材的声阻抗相差一个很大,所以对厚度进行测量工作没有直接影响。然而,在某些情况下,例如炼油厂炼制高硫含量的天然石油时,在管道和容器中会形成一种铁盐沉积物,其声波阻抗与钢相似,所测得的管壁厚度可能是管壁厚度与沉积物厚度之和。所以我们测量时要特别需要小心,当对所测得不同厚度有怀疑时,用小锤敲打几下管壁,然后再进行测量工作一次。

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