超聲測(cè)厚儀按工作原理分:有共振法、干涉法及脈沖反射法等幾種,由于脈沖反射法并不涉及共振機(jī)理,與被測(cè)物表面的光潔度關(guān)系不密切,所以超聲波脈沖法測(cè)厚儀是較受用戶歡迎的一種儀表。
工作原理
超聲波測(cè)厚儀主要有主機(jī)和探頭兩部分組成。主機(jī)電路包括發(fā)射電路、接收電路、計(jì)數(shù)顯示電路三部分,由發(fā)射電路產(chǎn)生的高壓沖擊波激勵(lì)探頭,產(chǎn)生超聲發(fā)射脈沖波,脈沖波經(jīng)介質(zhì)介面反射后被接收電路接收,通過(guò)單片機(jī)計(jì)數(shù)處理后,經(jīng)液晶顯示器顯示厚度數(shù)值,它主要根據(jù)聲波在試樣中的傳播速度乘以通過(guò)試樣的時(shí)間的一半而得到試樣的厚度。
測(cè)厚儀應(yīng)用領(lǐng)域
由于超聲波處理方便,并有良好的指向性,超聲技術(shù)測(cè)量金屬,非金屬材料的厚度,既快又準(zhǔn)確,無(wú)污染,尤其是在只許可一個(gè)側(cè)面可按觸的場(chǎng)合,更能顯示其優(yōu)越性,廣泛用于各種板材、管材壁厚、鍋爐容器壁厚及其局部腐蝕、銹蝕的情況,因此對(duì)冶金、造船、機(jī)械、化工、電力、原子能等各工業(yè)部門的產(chǎn)品檢驗(yàn),對(duì)設(shè)備安全運(yùn)行及現(xiàn)代化管理起著主要的作用。
超聲清洗與超聲測(cè)厚儀僅是超聲技術(shù)應(yīng)用的一部分,還有很多領(lǐng)域都可以應(yīng)用到超聲技術(shù)。比如超聲波霧化、超聲波焊接、超聲波鉆孔、超聲波研磨、超聲波拋光、超聲馬達(dá)等等。超聲波技術(shù)將在各行各業(yè)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
渦流涂鍍層測(cè)厚儀工作原理
1. 基本原理
渦流涂鍍層測(cè)厚儀的基本工作原理是,當(dāng)測(cè)頭與被測(cè)式樣接觸時(shí),測(cè)頭裝置所產(chǎn)生的高頻電磁場(chǎng), 使置于測(cè)頭下的金屬導(dǎo)體產(chǎn)生渦流,其振幅和相位是導(dǎo)體與測(cè)頭之間非導(dǎo)電覆蓋層厚度的函數(shù). 即該渦流產(chǎn)生的交變電磁場(chǎng)會(huì)改變測(cè)頭參數(shù),而測(cè)頭參數(shù)變量的大小,并將這一電信號(hào)轉(zhuǎn)換處理,即可得到被測(cè)涂鍍層的厚度.
2. 影響測(cè)量精度的原因
(1) 覆蓋層厚度大于25µm時(shí),其誤差與覆蓋層厚度近似成正比;
(2) 基體金屬的電導(dǎo)率對(duì)測(cè)量有影響,它與基體金屬材料成分及熱處理方法有關(guān);
(3) 任何一種測(cè)厚儀都要求基體金屬有一個(gè)臨界厚度,只有大于這個(gè)厚度,測(cè)量才不會(huì)受基體金屬厚度的影響;
(4) 渦流測(cè)厚儀對(duì)式樣測(cè)定存在邊緣效應(yīng),即對(duì)靠近式樣邊緣或內(nèi)轉(zhuǎn)角處的測(cè)量是不可靠的.
(5) 試樣的曲率對(duì)測(cè)量有影響,這種影響將隨曲率半徑的減小明顯地增大;
(6) 基體金屬和覆蓋層的表面粗糙度影響測(cè)量的精度,粗糙度增大,影響增大;
(7) 渦流測(cè)厚儀對(duì)妨礙測(cè)頭與覆蓋層表面緊密接觸的附著物質(zhì)敏感.因此測(cè)量前應(yīng)清除測(cè)頭 和覆蓋層表面的污物;測(cè)量時(shí)應(yīng)使測(cè)頭與測(cè)試表面保持恒壓垂直接觸.
鋼板測(cè)厚儀在測(cè)量前要做二點(diǎn)校準(zhǔn)和零點(diǎn)校準(zhǔn),二點(diǎn)校準(zhǔn)就是把標(biāo)準(zhǔn)膜片放在金屬基片上測(cè)試,假如在允許誤差就不須要實(shí)行二點(diǎn)測(cè)試,假如誤差很大校準(zhǔn)完后在測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)片,直到顯示的數(shù)據(jù)正常為止。零點(diǎn)校準(zhǔn)就是將機(jī)器開啟調(diào)到零點(diǎn)校準(zhǔn)的形式,在被測(cè)工件上測(cè)試后完成就可以。
鋼板測(cè)厚儀合適測(cè)量金屬(如鋼、鑄鐵、鋁、銅等)、塑料、陶瓷、玻璃、玻璃纖維及其余任何超聲波的良導(dǎo)體的厚度;可裝備多種不同頻率、不同晶片尺寸的探頭運(yùn)用;具備探頭零點(diǎn)校準(zhǔn)、兩點(diǎn)校準(zhǔn)功能,可對(duì)系統(tǒng)誤差實(shí)行自動(dòng)修正;已知厚度可以反測(cè)聲速,以提升測(cè)量精度;具備單點(diǎn)測(cè)厚和掃描測(cè)厚兩種測(cè)厚使用形式方法;可先設(shè)置厚度值上、下限,超出范圍自動(dòng)報(bào)警;具備耦合狀態(tài)提示功能。
運(yùn)用鋼板測(cè)厚儀測(cè)量低溫物體時(shí),首先要選用正確的探頭(專用高溫探頭)和低溫耦合劑,除此之外還應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
1.在探頭上充分涂抹低溫耦合劑,使耦合劑完全覆蓋住探頭;
2.管制探頭在高溫工件上的測(cè)量時(shí)間(不超出二秒內(nèi)為宜),工夫太長(zhǎng)會(huì)使耦合劑變干失去耦單作用,而且會(huì)損壞探頭晶片;
3.溫度的變化會(huì)是材質(zhì)本身的聲速產(chǎn)生變動(dòng)因而就找到正確的聲速,實(shí)行測(cè)量。
超聲波測(cè)厚儀可以對(duì)生產(chǎn)設(shè)備中各種管道和壓力容器進(jìn)行厚度測(cè)量,監(jiān)測(cè)它們?cè)谑褂眠^(guò)程中受腐蝕后的減薄程度,也可以對(duì)各種板材和各種加工零件作精確測(cè)量。
穿透涂層測(cè)量:
鋼中縱波聲速具代表性的為5.900m/s(0.2320in/us),但是在漆層或類似涂層中聲速一般低于2.500m/s(0.1000in/us)。
常規(guī)超聲設(shè)備在測(cè)量帶漆層金屬的總厚度時(shí)將錯(cuò)誤地以鋼的聲速測(cè)量涂層,這意味著涂層將顯示至少2.35倍(兩種聲速的比值)其真實(shí)厚度的值。
在涉及厚涂層和緊公差的情況下,由涂層引入的這種誤差可以為總厚度測(cè)量的很大一部分。
這個(gè)問(wèn)題的解決方案是以這樣一種方法----從測(cè)量中將涂層成分去除----來(lái)測(cè)量或計(jì)算厚度。
回波―回波測(cè)量:
簡(jiǎn)單地應(yīng)用了在兩個(gè)相鄰底面回波間的時(shí)間間隔的成熟技術(shù),這個(gè)時(shí)間間隔代表了透過(guò)檢測(cè)材料的聲波的連續(xù)往返行程時(shí)間。
在那些帶涂層金屬的情況中,這些多次回波只能發(fā)生在金屬中而不是涂層中,因此任何一對(duì)回波的間隔(底面回波1到2、底面回波2到3等),只代表了已去除涂層厚度后的金屬厚度。
透過(guò)涂層測(cè)量要使用一個(gè)專門軟件來(lái)確定在涂層中一個(gè)往返行程代表的時(shí)間間隔。
該時(shí)間間隔用于計(jì)算和顯示涂層厚度,并且通過(guò)從總測(cè)量值中減去該時(shí)間間隔,儀器也能計(jì)算和顯示金屬底層厚度。
本儀器可廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、造船、航空、航天等各個(gè)領(lǐng)域。是由探頭產(chǎn)生超聲波脈沖透過(guò)耦合劑到達(dá)被測(cè)體,一部分超聲信號(hào)被物體底面反射,探頭接收由被測(cè)體底面反射的回波,精確地計(jì)算超聲波的往返時(shí)間,并按下式計(jì)算厚度值,再將計(jì)算結(jié)果顯示出來(lái)。