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关于超声波测厚仪的优劣

作者:硬度计服务商创诚致佳
发布时间:2020-12-21

        在工业超声测试领域,超声厚度测量UTM)是一种基于以下因素对固体元素(通常为金属制成,如果将超声用于工业目的,则通常由金属制成)的局部厚度进行无损测量(计量)的方法。超声波返回表面所需的时间。这种类型的测量通常使用超声波测厚仪进行

已经观察到超声波以给定合金的恒定速度特性传播通过金属,并且由于诸如温度的其他因素而有微小变化。因此,给定此信息(称为速度),就可以使用以下公式计算波浪穿过的路径的长度:

{\ displaystyle l_ {m} = ct / 2}
哪里
 是样品的厚度
 是给定样本中的声速
 是移动时间

        该公式的特征是一分为二,因为通常仪器会利用在元素边界上反射的事实在样品的同一侧发射并记录超声波。因此,该时间对应于遍历两次样本。

该波通常由内置在测量传感器头中的压电单元或EMAT传感器发出,并且使用同一传感器记录反射波。声波具有球形传播模式,并且会经历不同的现象,例如多径反射或衍射。测量值不受这些影响,因为记录的第一个回波通常将以与样品厚度相等的最短距离传播的发射波的波头。所有其他退货可以丢弃,也可以使用更复杂的策略进行处理。

        一个超声波测厚仪测量仪器非破坏性的调查使用的材料的厚度的超声波

在工业测量的所有领域中,常规的做法是使用超声波测厚仪进行无损检测,以检查诸如厚度测量等材料特性。无需进入试件两侧即可进行厚度测量的能力为这项技术提供了许多可能的应用。油漆测厚仪,超声波涂层测厚仪,数字测厚仪以及许多其他选项可用于测试塑料,玻璃,陶瓷,金属和其他材料。除涂层厚度外,它还广泛用于玻璃,木材和塑料的厚度,并且是腐蚀行业中的主要测试设备。

坚固的超声波测厚仪通过测量声音从换能器穿过材料到达零件的后端并返回所需的时间来确定样品的厚度。然后,超声波测厚仪根据穿过被测样品的声音速度来计算数据。

        第一个超声波测厚仪是1967年由Werner Sobek制造的[需要引用]来自卡托维兹的波兰工程师。该第一台超声波测厚仪测量了它在特定测试样品中发出的波的速度,然后通过应用数学方程式从该速度测量值中计算出以微米为单位的厚度。

        有两种类型的传感器可以用作超声波测厚仪。这些传感器是压电传感器和EMAT传感器。两种换能器在激发时都会向材料中发射声波。通常,这些换能器使用预定的频率,但是某些厚度计可以进行频率调整,以便检查更大范围的材料。超声波测厚仪使用的标准频率为5 MHz。

        一些超声涂层测厚仪要求使用凝胶,糊状或液体形式的耦合剂来消除换能器和试件之间的间隙。一种常见的耦合剂是丙二醇,但还有许多其他可以替代的选择。

今天,市场上有许多高科技型号。现代数字测厚仪具有保存数据并将其输出到各种其他数据记录设备的能力。用户友好的界面以及保存的数据和设置为操作员提供了极大的便利。这甚至使相对较新手的用户也可以获取具有成本效益的精确测量结果。

优势

  • 无损技术

  • 不需要进入样品的两面

  • 可以设计用于处理涂料,衬里等。

  • 使用标准计时技术可以达到良好的精度(0.1毫米或更小)

  • 易于部署,不需要实验室条件

  • 相对便宜的设备

  • EMAT不需要使用耦合剂。

  • EMAT可以通过腐蚀和金属上的其他表面涂层进行厚度测量

  • 无需去除金属涂层。

缺点

  • 通常需要对每种材料进行校准

  • 需要与材料良好接触

  • 无法进行除锈测量(不适用于EMAT)

  • 在被测表面和探头之间需要耦合材料。(不适用于EMAT)

  • 口译需要经验

典型用法

在诸如采矿等工业环境中,UTM通常用于监视金属厚度或焊缝质量。配备便携式UTM探头的NDE技术人员可以在侧面,水箱,甲板和上层建筑中触及钢板。他们只需用测量头(换能器)接触钢材即可读取其厚度。通常可以通过先去除可见的腐蚀垢,然后在将探针按在金属上之前涂抹凡士林或其他耦合剂来确保接触。但是,当UTM与电磁声换能器一起使用时,不需要使用耦合剂。这些测试方法用于检查金属以确定质量和安全性,而不会破坏或损害其完整性。这是许多船级社的要求

与UTM相关的技术与在其他情况下使用超声密切相关,例如各种其他工业超声测量以及医学超声临床前成像微超声。一些公司现在正在将UTM技术与无线数据传输相结合,以实时监控传输斜槽中金属的厚度。




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