अल्ट्रासोनिक मोटाई: ऑपरेटिंग सिद्धांतों, निर्देश, निर्माताओं, समीक्षा

अल्ट्रासोनिक मोटाई माप एक तरफा सामग्री की चौड़ाई निर्धारित करने के लिए गैर विनाशकारी तरीका है। यह तेज़, विश्वसनीय, बहुमुखी है, और, माइक्रोमीटर या कैलीपर के विपरीत, वस्तु के दोनों पक्षों के लिए उपयोग की आवश्यकता नहीं है। पहला वाणिज्यिक सेंसर, सोनार के सिद्धांत का उपयोग, 1940 के अंत में दिखाई दिया। छोटे पोर्टेबल उपकरणों, आवेदन की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए अनुकूलित, 1970 के दशक में आम हो गए हैं। और माइक्रोप्रोसेसर प्रौद्योगिकी में नवाचार परिशुद्धता, सरलता और लघु रूपांतरण के एक नए स्तर पर हुई है।

उत्पादन उपकरणों प्रसिद्ध कंपनियों की एक बड़ी संख्या में शामिल किया गया। उनमें से - जर्मन कंपनी सीमेंस, अमेरिकी डकोटा Ultrasonics, ब्रिटिश सिग्नस। रूस में, इस तरह के उपकरणों एसपीएफ़ "अक्स" एनपीके "बीम", छठे वेतन आयोग "MaksProfit" और दूसरों के रूप में कंपनियों द्वारा उत्पादन किया।

क्या मापा जा सकता है?

व्यावहारिक रूप से किसी भी पारंपरिक निर्माण सामग्री अल्ट्रासाउंड का उपयोग कर मापा जा सकता है। अल्ट्रासोनिक सेंसर धातुओं, प्लास्टिक, कंपोजिट, ग्लास, चीनी मिट्टी की चीज़ें और कांच के लिए विन्यस्त किया जा सकता। extruded प्लास्टिक के भी संभव माप और विनिर्माण प्रक्रिया में लुढ़का - अलग परतों या कोटिंग्स, और बहुपरत लेख, तरल पदार्थ और जैविक नमूनों। एक और आपरेशन जहां बस आवश्यक अल्ट्रासोनिक मोटाई, - ईंट मोटाई और कंक्रीट, डामर और चट्टानों के ढांचे का निर्धारण। इस तरह के माप लगभग हमेशा गैर विनाशकारी हैं और कोई काटने या disassembly सुविधा की आवश्यकता है।

सामग्री है कि उच्च आवृत्ति तरंगों के गरीब प्रसारण के कारण पारंपरिक अल्ट्रासोनिक माप के लिए उपयुक्त नहीं हैं, लकड़ी, कागज, ठोस और foamed उत्पादों में शामिल हैं।

कैसे को मापने के लिए?

ध्वनि ऊर्जा एक विस्तृत आवृत्ति स्पेक्ट्रम से अधिक उत्पन्न किया जा सकता। एक श्रव्य ध्वनि 20 से 20 kHz करने के लिए सीमा में है। कथित स्वर उच्च आवृत्ति, उच्च। मानव सुनवाई से परे एक उच्च आवृत्ति की ऊर्जा, अल्ट्रासाउंड कहा जाता है। ज्यादातर मामलों में, अल्ट्रासोनिक निरीक्षण में किया जाता है आवृत्ति रेंज , 500 kHz से 20 मेगाहर्ट्ज के लिए हालांकि कुछ विशेष उपकरणों 50 किलो हर्ट्ज या 100 मेगाहर्ट्ज तक पहुँचता है। आवृत्ति की परवाह किए बिना, ध्वनि ऊर्जा है यांत्रिक कंपन हवा या इस्पात के रूप में एक परिभाषित माध्यम में विस्तार, भौतिक विज्ञान तरंगों के बुनियादी कानूनों के अनुसार,।

अल्ट्रासोनिक दीवार मोटाई नापने का यंत्र का उपयोग कर मापन के लिए। डिवाइस के ऑपरेटिंग सिद्धांत छोटे जांच (ट्रांसड्यूसर) माप वस्तु के माध्यम से की नब्ज पारगमन समय की सटीक गणना में होते हैं, इसकी भीतरी सतह या बाहर का दीवार परिलक्षित। के बाद से ध्वनि तरंगों भिन्न सामग्री के बीच की सीमाओं को प्रतिबिंबित, इस माप आम तौर पर एक हाथ से, में "पल्स / गूंज" किया जाता है।

ट्रांसड्यूसर एक पीज़ोइलेक्ट्रिक एलिमेंट जो एक छोटी विद्युत नाड़ी से उत्साहित है असतत अल्ट्रासोनिक तरंगों उत्पन्न करने के लिए शामिल हैं। वे मापा सामग्री के लिए भेजा है, और जब तक आप पीछे की दीवार या अन्य बाधा का सामना यह माध्यम से पारित कर रहे हैं। परिलक्षित लहर ट्रांसड्यूसर जो विद्युत ऊर्जा में यांत्रिक कंपन धर्मान्तरित करने के लिए देता है। वास्तव में, अल्ट्रासोनिक मोटाई गेज विपरीत दिशा से गूँज के लिए सुन। आमतौर पर, भेजा है और प्रतिबिंबित संकेत के बीच समय अंतराल केवल एक दूसरे के कुछ ही दस है। डिवाइस पर दर्ज किया गया डेटा ध्वनि वेग सामग्री में जिसमें से यह तो एक सरल गणितीय संबंध का उपयोग करके मोटाई गणना कर सकते हैं: d = वी टी / 2, जिसमें:

• घ - भाग की मोटाई;
• वी - ध्वनि के वेग;
• टी - ध्वनि पारित होने के मापा समय।

एक महत्वपूर्ण प्राचल

यह ध्यान रखें कि अध्ययन के तहत वस्तु में ध्वनि की गति इस गणना का एक अनिवार्य हिस्सा है महत्वपूर्ण है। विभिन्न सामग्रियों ध्वनि तरंगों को अलग ढंग से प्रसारित करते हैं। नीचे - एक नियम है, यह ऊपर ठोस, और मुलायम में के रूप में। इसके अलावा, यह तापमान के साथ बदलती है। एक ही समय में हमेशा मापा सामग्री, जिसमें से सीधे रीडिंग की सटीकता पर निर्भर में गति के लिए अल्ट्रासोनिक मोटाई गेज कैलिब्रेटेड किया जाना चाहिए।

के माध्यम से हवा बुरा परीक्षण किया मेगाहर्ट्ज में ध्वनि तरंगों लेकर, तो emitter और नमूना के बीच ध्वनि प्रसारण सुधार करने के लिए तरल पदार्थ युग्मन की एक बूंद रखा गया है। आमतौर पर, couplant ग्लिसरॉल, प्रोपलीन ग्लाइकोल, पानी, तेल और जेल का इस्तेमाल किया। केवल तरल पदार्थ की एक छोटी राशि अत्यंत पतली हवा खाई को भरने के लिए।

माप मोड

निर्माता अल्ट्रासोनिक मोटाई मापने समय अंतराल ऊर्जा तीन तरीकों से परीक्षण नमूना के माध्यम से गुजर:

1. उत्तेजना नाड़ी है, जो एक ध्वनि तरंग और पहली लौटने गूंज शून्य से एक छोटे से ऑफसेट मूल्य, उपकरण में ऑफसेट देरी, और केबल कनवर्टर उत्पन्न करता है के बीच अंतराल।
2. गूँज के बीच समय अंतराल नमूना सतह से लौटे हैं और पहले गूँज परिलक्षित।
3. लगातार दो तल गूँज के बीच अंतराल।

आम तौर पर चयन ट्रांसड्यूसर के प्रकार, और विशिष्ट आवेदन आवश्यकताओं तय। पहली मोड संपर्क सेंसर के साथ प्रयोग किया जाता है और सबसे अनुप्रयोगों के लिए सिफारिश की है। सेकंड की देरी लाइन, एक बंद अंतरिक्ष में अवतल और उत्तल सतहें के लिए लागू एक चलती सामग्री या उच्च तापमान वस्तुओं को मापने के लिए वर्तमान या डूबे ट्रांसड्यूसर है।

तीसरे मोड भी एक देरी लाइन या विसर्जन सेंसर का इस्तेमाल करता है और आम तौर पर उच्च सटीकता और सबसे अच्छा न्यूनतम संकल्प मोटाई प्रदान करता है। आमतौर पर इस्तेमाल किया जब पहली या दूसरी मोड की गुणवत्ता माप असंतोषजनक है। हालांकि, बाद के मोड सामग्री है कि ठीक कणों का धातु, कांच, मिट्टी के पात्र के रूप में एक कम उदासीनता के साथ, स्वच्छ कई गूँज उत्पादन एक नियम के रूप के लिए ही उपयुक्त है।

उपकरणों के दो प्रकार

अल्ट्रासोनिक मोटाई गेज आम तौर पर दो प्रकार में विभाजित हैं: जंग और सटीक। सबसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में से एक पाइप, जहाजों, संरचनात्मक घटकों और दबाव वाहिकाओं जो आंतरिक जंग के अधीन हैं और बाहर से दिखाई नहीं हो सकता है की अवशिष्ट धातु दीवारों की चौड़ाई का निर्धारण है। मोटाई नापने का यंत्र, अल्ट्रासोनिक जंग और इस उद्देश्य के लिए डिजाइन किए हैं। वे सिग्नल प्रोसेसिंग तकनीक है कि विशेष दो तत्व सेंसर के साथ मोटे और जंग लग नमूनों में कम से कम अवशिष्ट दीवार चौड़ाई का पता लगाने के लिए अनुकूलित कर रहे उपयोग करें।

धातुओं, प्लास्टिक, फाइबरग्लास, कंपोजिट, रबर और मिट्टी के पात्र के लिए - अन्य मामलों में, यह एक कन्वर्टर्स के साथ परिशुद्धता उपकरणों के उपयोग की सिफारिश की। विभिन्न परिशुद्धता उपकरणों के सेंसर की बहुलता है, जो ± 0,025 मिमी या अधिक की सटीकता, जो जंग जांच तुलना में अधिक है के साथ मापने सकते हैं।

स्टैंडर्ड अल्ट्रासोनिक मोटाई गेज यांत्रिक तनाव के उद्देश्य, स्वचालन की डिग्री है, पर्यावरण के लिए जोखिम से सुरक्षा, प्रतिरोध द्वारा वर्गीकृत कर रहे हैं, और यह भी उनके मुख्य अनुक्रमित निर्धारित करता है।

कन्वर्टर्स के प्रकार

• संपर्क ट्रांसड्यूसर परीक्षण नमूना के साथ सीधे संपर्क में किया जाता है। उन लोगों के साथ माप आसान है, ताकि वे अधिक बार उपयोग किया जाता है।
• कन्वर्टर्स देरी लाइन सक्रिय तत्व और परीक्षण वस्तु के बीच एक मध्यस्थ के रूप में प्लास्टिक, epoxy या क्वार्ट्ज सिलेंडर शामिल। उनके उपयोग के लिए मुख्य कारण - पतली वस्तुओं का मापन, जहां यह नीचे गूंज से उत्तेजना दालों अलग करने के लिए महत्वपूर्ण है। देरी लाइन एक ताप विसंवाहक के रूप में काम कर सकते हैं, गर्म सामग्री के साथ सीधे संपर्क से तापमान संवेदनशील डिटेक्टर तत्व की रक्षा। इसके अलावा, यह, का गठन किया जा सकता है तेज अवतल या उत्तल सतहों में पकड़ में सुधार।
• मापने तत्व को ध्वनिक ऊर्जा की आपूर्ति एक जल स्नान या स्तंभ का उपयोग के लिए पनडुब्बी ट्रांसड्यूसर। वे तेज त्रिज्या, खांचे या चैनलों की उपस्थिति में वस्तुओं, स्कैनिंग या युग्मन के अनुकूलन के लिए आगे बढ़ की माप के लिए उपयोग किया जाता है।
• दो तत्वों के साथ किसी न किसी तरह कन्वर्टर्स, जीर्णशीर्ण सतह के साथ वस्तुओं की चौड़ाई निर्धारित करने के लिए संक्षारक shirinomerah में किया जाता है। यह मापा नमूना की सतह के नीचे एक चयनित दूरी पर ऊर्जा ध्यान केंद्रित करने की अलग संचारण और प्राप्त तत्व देरी लाइन के लिए एक मामूली कोण पर स्थापित के होते हैं। हालांकि इस तरह के मापन सेंसर के अन्य प्रकार के रूप में के रूप में सही नहीं हैं, वे आम तौर पर बहुत अधिक प्रदर्शन प्रदान करते हैं।

अल्ट्रासोनिक मोटाई गेज: अनुदेश

माप ट्रांसड्यूसर डिवाइस से कनेक्ट होना चाहिए की तैयारी के लिए, तो उसे चालू ध्वनि की गति निर्धारित करने और जांच करना। ऐसा करने के लिए, अंशांकन मानक पर संपर्क सामग्री का एक छोटा लागू एक सेंसर देते हैं और अंशांकन मोड सक्षम करें। यह प्रक्रिया हमेशा पलटनेवाला या बैटरी बदलने के बाद किया जाना चाहिए। ज्ञात अंशांकन मोटाई और ध्वनि की गति के प्रकार।

मापन के लिए वस्तु की सतह के लिए लागू किया जाना चाहिए और संपर्क एजेंट सेंसर बनाने के लिए। परिणाम प्रदर्शन पर प्रदर्शित होता है। सामग्री के सबसे छोटे मोटाई के लिए खोज करने के लिए उदाहरण के लिए मोड स्कैन में उपकरण का उपयोग करना संभव,,। यह भी निर्धारित मूल्य से भी कम समय की एक दीवार के आकार के साथ स्थानों की पहचान करने के लिए एक अलार्म कॉन्फ़िगर करने के लिए संभव है।

ध्वनि की गति को मापने के लिए वस्तु कैलीपर या माइक्रोमीटर, कनवर्टर देते हैं और परिणाम के लिए प्रतीक्षा मापा जाना चाहिए। पूर्व मापा मूल्य की स्थापना करके, मेमोरी में डेटा को बचाने के लिए बटन दबाएँ। कुछ उपकरणों को एक पीसी के लिए डेटा स्थानांतरण की अनुमति है।

अल्ट्रासोनिक मोटाई: समीक्षा

उपयोगकर्ता सकारात्मक कॉम्पैक्ट आकार, उपयोग में आसानी, विश्वसनीयता, आधुनिक उपकरणों के अंशांकन में आसानी आकलन। विशेषज्ञों का इस प्रकार जब कारों की हालत, शारीरिक संरचना के प्रदर्शन की गुणवत्ता का मूल्यांकन करने की उपकरणों के लिए विकल्प के अभाव ध्यान दें। डिवाइस यह निर्धारित करना संभव वाहन फिर से रंग देना है कि क्या है और क्या यह एक दुर्घटना में शामिल किया गया था बनाता है। मोटाई, जिसके लिए कोई आवश्यक couplant, साथ ही सक्षम के रूप में आत्म अंशांकन बाहर ले जाने के, सबसे अधिक लोकप्रिय हैं।

सामग्री और रेंज

अल्ट्रासोनिक मोटाई, सिद्धांत है जो की संरचना के आधार पर चुना जाता है, सीमा, ज्यामिति, तापमान, सटीकता की आवश्यकताओं और अन्य संभावित स्थिति को मापने, कभी कभी बस अपरिहार्य।

सामग्री प्रकार और माप की सीमा चयन उपकरण और इन्वर्टर में सबसे महत्वपूर्ण कारक हैं। अधिकांश धातुओं, चीनी मिट्टी की चीज़ें और कांच सहित कई पदार्थ,, एक अल्ट्रासाउंड बहुत प्रभावी ढंग से प्रदर्शन किया और एक विस्तृत श्रृंखला में मापन के लिए अनुमति देने के है। ज्यादातर प्लास्टिक ऊर्जा को अवशोषित और इसलिए एक सीमित अधिकतम मोटाई श्रृंखला है, लेकिन सबसे ज्यादा कार्य स्थितियों में माप समस्याओं का कारण नहीं है। रबड़, फाइबरग्लास और कई मिश्रित सामग्री बहुत मजबूत अवशोषित और अधिक ट्रांसमीटरों और रिसीवर है कि कम आवृत्तियों पर ऑपरेशन के लिए अनुकूलित कर रहे हैं की आवश्यकता है।

मोटाई कनवर्टर के प्रकार निर्धारित करता है। कम - पतली वस्तुओं उच्च आवृत्तियों और मोटी या उदासीनता पर मापा जाता है। , देरी लाइन का इस्तेमाल किया, हालांकि वे, साथ ही पनडुब्बी ट्रांसड्यूसर कई गूंज के हस्तक्षेप के कारण मोटाई माप में सीमित हैं बहुत पतली सामग्री के लिए। विस्तृत वस्तुओं या आइटम कई सामग्री से मिलकर के मामले में सेंसर के विभिन्न प्रकार की आवश्यकता हो सकती।

सतह की वक्रता

ट्रांसड्यूसर और वस्तु मापा जाना चाहिए के बीच संपर्क सतह की वक्रता की दक्षता में वृद्धि के साथ कम हो जाता है, फिर भी कम हो रही वक्रता त्रिज्या सेंसर संकल्प की कमी हुई किया जाना चाहिए के साथ। बहुत छोटे त्रिज्या की माप देरी लाइनों या संपर्क पनडुब्बी ट्रांसड्यूसर के उपयोग की आवश्यकता हो सकती है। उन्होंने यह भी खांचे, cavities और सीमित पहुंच के साथ अन्य स्थानों में मापन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।

तापमान

संपर्क ट्रांसड्यूसर 50 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर आम तौर पर वस्तु पर लागू होते हैं अधिक गर्म सामग्री थर्मल विस्तार के प्रभाव के कारण संवेदक को नुकसान पहुंचा सकता। ऐसे मामलों में, आप हमेशा देरी लाइन, एक गर्मी के लिए प्रतिरोधी, उच्च तापमान या विसर्जन दो तत्वों के साथ सेंसर के साथ इन्वर्टर का उपयोग करना चाहिए।

कुछ मामलों में, कम ध्वनिक प्रतिबाधा वस्तु (घनत्व ध्वनि के वेग से गुणा) के साथ एक उच्च ध्वनिक प्रतिबाधा के साथ एक सामग्री के साथ जुड़ा हुआ है। विशिष्ट उदाहरण - प्लास्टिक, रबर और कांच स्टील या अन्य धातुओं, कांच और बहुलक कोटिंग की कोटिंग। इस मामले में दो सामग्री के बीच की सीमा से गूंज fazoinvertirovannym जाएगा - हवा के साथ सीमा से गूंज के संबंध में उलटा। यह केवल डिवाइस के सेटिंग बदल कर ठीक किया जा सकता है, लेकिन अगर कुछ नहीं किया है, तो पढ़ने गलत हो जाएगा।

त्रुटि

माप सटीकता पदार्थ, क्षीणन और ध्वनि, सतह खुरदरापन और सतह वक्रता, खराब संचार और नीचे समानांतरवाद के प्रकीर्णन में अल्ट्रासोनिक मोटाई गेज के सत्यापन और उनके अंशांकन, वेग एकरूपता सहित कई कारकों से प्रभावित होता है। शुद्धता सबसे अच्छा ज्ञात आकार के मानकों का उपयोग कर हासिल की है। ± 0,01 मिमी उचित अंशांकन त्रुटि अल्ट्रासोनिक मोटाई और यहां तक कि के साथ ± 0,001 मिमी। तीसरे मोड में देरी लाइन या विसर्जन ट्रांसड्यूसर भी माप सटीकता में सुधार।