Ultrasoniku Ħxuna: joperaw prinċipji, istruzzjonijiet, il-manifatturi, reviżjonijiet

Ultrasoniku kejl ħxuna metodu mhux distruttiv għad-determinazzjoni tal-wisa 'tal-materjal fuq naħa waħda. Huwa mgħaġġel, affidabbli, versatili u, b'kuntrast mal-mikrometru jew kalibru, ma teħtieġx l-aċċess għaż-żewġ naħat tal-oġġett. Is-sensuri kummerċjali ewwel, bl-użu tal-prinċipju ta 'sonar, deher fl-1940s tard. tagħmir portabbli żgħir, ottimizzati għal firxa wiesgħa ta 'applikazzjonijiet, saru komuni fl-1970. U l-innovazzjoni fit-teknoloġija mikroproċessur wasslu għal livell ġdid ta 'preċiżjoni, sempliċità u minjaturizzazzjoni.

apparati ta 'produzzjoni involuti f'numru kbir ta' kumpaniji magħrufa sew. Fost dawn - il-kumpannija Ġermaniża Siemens, l-Amerika Dakota Ultrasonics, Ingliż Cygnus. Fir-Russja, il-mezzi prodotta minn kumpaniji bħal SPF "AKS" NPK "travu", KPS "MaksProfit" u oħrajn.

Liema jista 'jitkejjel?

Prattikament kull konvenzjonali materjal ta 'kostruzzjoni jista' jitkejjel bl-użu ultrasound. sensuri ultrasoniku jistgħu jiġu kkonfigurati għal metalli, plastik, komposti, ħġieġ, ċeramika u ħġieġ. Ukoll kejl possibbli tal-plastik estruż u rrumblati fil-proċess tal-manifattura - Saffi bħala distinti jew kisi, u oġġetti b'ċirkuwitu, likwidi u kampjuni bijoloġiċi. operazzjoni ieħor fejn ħxuna ultrasoniku sempliċiment meħtieġ, - id-determinazzjoni tal-ħxuna u l-istrutturi tal-konkos, asfalt u blat briks. Dan il-kejl huma kważi dejjem mhux distruttiv u ma jeħtieġu ebda qtugħ jew żarmar faċilità.

Materjali li ma jkunux adattati għall-kejl ultrasoniku konvenzjonali minħabba trasmissjoni fqira ta 'mewġ ta' frekwenza għolja, jinkludu injam, karta, konkrit u prodotti ragħwa.

Kif biex titkejjel?

enerġija tal-ħoss jista 'jiġi ġġenerat fuq spettru ta' frekwenza wiesgħa. Ħoss li jinstema huwa fil-medda 20-20 kHz. L-ogħla frekwenza, l-ogħla ton perċepita. L-enerġija ta 'frekwenza aktar għolja lil hinn smigħ tal-bniedem, imsejħa ultrasound. F'ħafna każijiet, l-ispezzjoni ultrasoniku titwettaq fil -medda ta 'frekwenza minn 500 kHz sa 20 MHz, għalkemm xi għodod speċjalizzati jilħaq 50 kHz jew 100 MHz. Irrispettivament mill-frekwenza, l-enerġija sonika huwa vibrazzjonijiet mekkaniċi jestendu f'mezz definit, bħall-arja jew l-azzar, skond il-liġijiet bażiċi ta 'mewġ fiżika.

Għal qisien billi tuża l-gauge ħxuna tal-ħajt ultrasoniku. Il-prinċipju operattiv ta 'l-apparat jikkonsisti fil-kalkolu eżatt ta' ħin tat-transitu polz tas-sonda żgħar (transducer) permezz tal-oġġett tal-kejl, rifless wiċċ ta 'ġewwa jew il-ħajt distali. Peress mewġ tal-ħoss jirriflettu off konfini bejn materjali differenti, dan il-kejl huwa tipikament imwettqa b'id waħda, fil- "polz / eku".

It-transducer jinkludi element pjeżoelettriċi li hija eċċitati minn impuls elettriku qasir biex jiġġeneraw mewġ ultrasoniku diskreti. Ma jintbagħtu lill-materjal mkejla, u jgħaddi minnhom sakemm inti jiffaċċjaw il-ħajt dahar jew ostaklu ieħor. Il-mewġa riflessi jirritorna l-transducer li tikkonverti l-vibrazzjonijiet mekkaniċi fil-enerġija elettrika. Fil-fatt, gauges ħxuna ultrasoniku jisimgħu għall eki mill-naħa opposta. Tipikament, l-intervall ta 'żmien bejn il-mibgħuta u s-sinjal rifless huwa biss minn miljun ftit ta' sekonda. Il-mezz ikun daħħal data fuq il-veloċità tal-ħoss fil-materjal li minnu jista 'mbagħad tikkalkula l-ħxuna bl-użu ta' relazzjoni matematika sempliċi: d = V t / 2, li fih:

• d - il-ħxuna tal-porzjon;
• V - veloċità tal-ħoss;
• t - imkejjel ħin tal-passaġġ ħoss.

Parametru importanti

Huwa importanti li wieħed jinnota li l-veloċità tal-ħoss fl-oġġett li qed jiġi studjat hija parti essenzjali ta 'dan il-kalkolu. Materjali differenti jittrasmettu mewġ tal-ħoss differenti. Bħala regola, il-solidi hawn fuq, u fil-artab - taħt. Barra minn hekk, jista 'jvarja konsiderevolment bit-temperatura. Fl-istess ħin irid dejjem jiġi kkalibrat gauges ħxuna ultrasoniku għall-veloċità fil-materjal imkejjel, li minnu jiddependi direttament fuq il-preċiżjoni tal-qari.

mewġ tal-ħoss fil-MHz jvarjaw fl-arja ttestjati ħażina, biex itejbu l-trasmissjoni tal-ħoss bejn il emittent u l-kampjun jitqiegħed qatra ta 'l-igganċjar fluwidu. Tipikament, il-couplant użat gliċerol, propylene glycol, ilma, żejt u ġell. Biss ammont żgħir ta 'fluwidu biex timla l-vojt arja estremament irqiqa.

modi ta 'kejl

Il-manifatturi ħxuna ultrasoniku kejl intervall ta 'ħin l-enerġija li jgħaddi mill-kampjun tat-test fi tliet modi:

1. L-intervall bejn l-polz eċċitazzjoni, li jiġġenera mewġ tal-ħoss u l-ewwel eku jirritornaw nieqes valur żgħir offset, id-dewmien kkumpensati l-għodda, u konvertitur kejbil.
2. L-intervall ta 'żmien bejn il-eki rritornati mill-wiċċ tal-kampjun u eki l-ewwel rifless.
3. L-intervall bejn żewġ eki qiegħ konsekuttivi.

Għażla normalment tiddetta t-tip ta 'transducer, u rekwiżiti speċifiċi ta' applikazzjoni. L-ewwel mod huwa użat bi sensur kuntatt u huwa rakkomandat għall-bosta applikazzjonijiet. It-tieni linja-dewmien huwa preżenti u mgħaddsa transducers applikati għall-konkavi u konvessi uċuħ fi spazju magħluq, għall-kejl ta 'materjal li jiċċaqalqu jew oġġetti temperatura għolja.

It-tielet mod tutilizza wkoll linja dewmien jew sensors ta 'immersjoni u normalment jipprovdi preċiżjoni għolja u l-ħxuna riżoluzzjoni minima aħjar. Tipikament jintuża meta l-kejl tal-kwalità ta 'l-ewwel jew it-tieni modalità mhix sodisfaċenti. Madankollu, l-aħħar modalità huwa addattat biss għall-materjali li jipproduċu eki multipli nodfa, bħala regola, bil-damping baxx bħal dik ta 'metalli multa-qamħa medja, ħġieġ, ċeramika.

Żewġ tipi ta 'apparat

Ultrasoniku gauges ħxuna huma normalment maqsuma f'żewġ tipi: korrużjoni u preċiżjoni. Wieħed mill-applikazzjonijiet l-aktar importanti huwa d-determinazzjoni tal-wisa 'tal-ħitan tal-metall residwi ta' pajpijiet, bastimenti, komponenti strutturali u tankijiet taħt pressjoni li huma suġġetti għall-korrużjoni interna u jistgħu ma jkunux viżibbli minn barra. ħxuna gauge, korrużjoni ultrasoniku u huma maħsuba għal dan il-għan. Dawn jużaw tekniċi ta 'proċessar sinjal li huma ottimizzati għall-iskoperta ta' wisa minimu tal-ħajt residwa fil-kampjuni oħxon u rusted b'sensuri speċjalizzati żewġ element.

F'każijiet oħra, huwa jirrakkomanda l-użu ta 'strumenti ta' preċiżjoni b'konvertituri wieħed - tal-metalli, plastik, fibreglass, komposti, gomma u ċeramika. Permezz ta 'pluralità ta' sensors ta 'mezzi ta' preċiżjoni varji, li jistgħu jkejlu bi preċiżjoni ta '± 0,025 mm jew akbar, li huwa ogħla mill-sondi korrużjoni.

gauges Standard ħxuna ultrasoniku huma kklassifikati skond il-għan, grad ta 'awtomazzjoni, il-protezzjoni mill-espożizzjoni għall-ambjent, ir-reżistenza għal stress mekkaniku, u jiddetermina wkoll indiċi ewlenin tagħhom.

tipi ta 'konvertituri

• transducers Kuntatt huma użati f'kuntatt dirett mal-kampjun tat-test. Il-kejl magħhom faċli, u għalhekk huma użati aktar spiss.
• Konvertituri linja dewmien jinkludu plastik, epoxy jew ċilindru kwarz bħala intermedjarju bejn l-element attiv u l-oġġett tat-test. Ir-raġuni ewlenija għall-użu tagħhom - Kejl ta 'oġġetti irqiq, fejn huwa importanti li tissepara l-impulsi eċċitazzjoni mill-eku qiegħ. Il-linja dewmien jista 'jservi bħala iżolatur sħana, il-protezzjoni tat-temperatura element rilevatur sensittivi minn kuntatt dirett ma' materjal jaħraq. Ukoll, jista 'jiġi ffurmat, titjib tal-qabda fil konkavi jaqtgħu jew uċuħ konvessi.
• Trasdutturi sommerġibbli għall-provvista ta 'enerġija akustika għall-element ta' kejl bl-użu ta 'banju ilma jew kolonna. Dawn huma użati għall-kejl ta 'oġġetti, għall-iskanjar jew l-ottimizzazzjoni tal-igganċjar li jiċċaqalqu fil-preżenza ta raġġi jaqtgħu, skanalaturi jew kanali.
• Konvertituri minn żewġ elementi huma użati fil shirinomerah korrużivi għad-determinazzjoni tal-wisa 'ta' oġġetti bil maħduma, il-wiċċ imsadda. Din tikkonsisti minn trasmissjoni separata u jirċievi element installati f'angolu żgħir għal-linja dewmien biex tiffoka l-enerġija f'distanza magħżula taħt il-wiċċ tal-kampjun imkejjel. Għalkemm dan il-kejl ma jkunux eżatti kemm tipi oħra ta 'sensors, dawn normalment jipprovdu prestazzjoni ħafna ogħla.

Ultrasoniku Ħxuna Jolie: istruzzjoni

Biex tipprepara għall-transducer kejl għandu jkun konness mal-mezz, dawwar fuq, tistabbilixxi l-veloċità tal-ħoss u jikkalibra. Biex tagħmel dan, japplikaw ftit tal-materjal ta 'kuntatt fuq l-istandard tal-kalibrazzjoni, ehmeż sensur u jippermettu pożizzjoni kkalibrata. Din il-proċedura għandu dejjem jitwettaq wara li tissostitwixxi l-inverter jew batterija. Varjanti ta 'ħxuna kalibrazzjoni magħrufa u l-veloċità tal-ħoss.

Għall-kejl għandha tiġi applikata għall-wiċċ tal-oġġett u biex jagħmlu sensorju aġent kuntatt. Ir-riżultat hija murija fuq il-wiri. Possibbli li tuża l-apparat fil-iskan modalità, per eżempju, ta 'tiftix għall-iżgħar ħxuna tal-materjal. Huwa wkoll possibbli li jiġi kkonfigurat allarm biex jidentifikaw postijiet b'daqs ħajt ta 'inqas mill-valur stabbilit.

Għall-kejl tal-veloċità tal-ħoss li għandu jitkejjel kalibru oġġett jew mikrometru, ehmeż konvertitur u stenna għar-riżultat. Bl-iffissar tal-valur qabel il-imkejjel, agħfas il-buttuna biex jiffrankaw data fil-memorja. Xi tagħmir jippermettu t-trasferiment tad-data għal PC.

Ħxuna ultrasoniku: reviżjonijiet

Utenti tevalwa b'mod pożittiv daqs kompatti, faċilità ta 'użu, l-affidabbiltà, faċilità ta' kalibrazzjoni ta 'mezzi moderni. Esperti nota nuqqas ta 'alternattivi għall-mezzi ta' dan it-tip meta tkun qed tevalwa l-kundizzjoni ta 'karozzi--kwalità ta' prestazzjoni tal-karozzerija. L-apparat jagħmilha possibbli li jiġi determinat jekk il-vettura hija li repaint u jekk kienx involut f'inċident. Ħxuna, li għalihom ma couplant meħtieġa, kif ukoll kapaċi li jwettqu awto-kalibrazzjoni, huma l-aktar popolari.

Materjal u l-firxa

ħxuna ultrasoniku, il-prinċipju ta 'liema hija magħżula jiddependi fuq il-kompożizzjoni, kejl firxa, ġometrija, temperatura, il-ħtiġijiet ta' eżattezza u kondizzjonijiet oħra possibbli, xi kultant sempliċiment indispensabbli.

tip ta 'materjal u l-firxa ta' kejl huma l-aktar fatturi importanti fil-mezz għażla u inverter. bosta sustanzi, fosthom aktar 'metalli, ċeramika u ħġieġ, ultrasound hija mwettqa b'mod effettiv ħafna u jippermettu għall-kejl fil-firxa wiesgħa. Ħafna plastiks ser jassorbu l-enerġija u għalhekk għandhom firxa massima ħxuna limitata, iżda f'sitwazzjonijiet tax-xogħol aktar kejl ma jikkawżax problemi. Gomma, fibreglass u materjali komposti ħafna jassorbu ferm aktar b'saħħtu u jeħtieġu aktar trasmettituri u riċevituri li huma ottimizzati għal tħaddim fi frekwenzi baxxi.

Ħxuna jiddetermina t-tip tal-konvertitur. oġġetti Thin huma mkejla fil-frekwenzi għolja u oħxon jew damping - baxxa. Għal materjali irqaq ħafna użati linja dewmien, għalkemm dawn, kif ukoll transducers sommerġibbli huma limitati fil kejl tal-ħxuna minħabba interferenza minn l-eku multipli. Fil-każ ta 'oġġetti kbar jew oġġetti li jikkonsistu f'diversi materjali jistgħu jeħtieġu tipi differenti ta' sensors.

Il-kurvatura tal-wiċċ

Ma 'żieda fl-effiċjenza tal-kurvatura tal-wiċċ tal-kuntatt bejn il-transducer u l-oġġett li għandu jitkejjel huwa mnaqqas, iżda bil jonqos raġġ tal-kurvatura għandha titnaqqas riżoluzzjoni sensorju. Il-kejl ta 'raġġi żgħar ħafna jistgħu jeħtieġu l-użu ta' linji dewmien jew kuntatt transducers sommerġibbli. Huma jistgħu wkoll jintużaw għall-kejl fil skanalaturi, kavitajiet u postijiet oħra b'aċċess limitat.

temperatura

transducers kuntatt huma ġeneralment applikabbli għall-oġġett f'temperatura ta '50 ° Ċ materjali Aktar sħun jistgħu jagħmlu ħsara lill sensur minħabba l-effett ta 'espansjoni termali. F'każijiet bħal dawn, għandek dejjem tuża invertituri b'dewmien linja, reżistenti għas-sħana, temperatura għolja jew immersjoni sensur b'żewġ elementi.

F'xi każijiet rari, ma oġġett baxx akustika impedenza (densità mmultiplikat bil veloċità tal-ħoss) huwa konness ma 'materjal bil-impedenza akustiċi għolja. Eżempji tipiċi - il-plastik, gomma u ħġieġ kisi ta 'l-azzar jew metalli oħra, ħġieġ u kisi polimeriċi. F'dan il-każ l-eku mill-konfini bejn iż-żewġ materjali se fazoinvertirovannym - maqluba fir-rigward tal- eku mill-konfini bl-arja. Dan jista 'jiġi korrett billi sempliċiment jinbidlu s-settings tal-mezz, imma jekk ma jsir xejn, allura l-qari ma jkunx preċiż.

żball

L-eżattezza tal-kejl huwa affettwat minn ħafna fatturi, inklużi l-verifika tal-gauges ħxuna ultrasoniku u kalibrar tagħhom, l-uniformità 'veloċità fil-sustanza, attenwazzjoni u tifrix ta' ħoss, ħruxija tal-wiċċ u kurvatura tal-wiċċ, komunikazzjoni dgħajfa u paralleliżmu qiegħ. Eżattezza tinkiseb l-aħjar użu tal-istandards ta 'daqs magħruf. Bi żball kalibrazzjoni xierqa ħxuna ultrasoniku ta '± 0,01 mm u anke ± 0,001 mm. linja dewmien jew immersjoni transducers fit-tielet modalità wkoll ittejjeb il-preċiżjoni fil-kejl.