Ультразвуковой толщиномер для чего

Ультразвуковой толщиномер: назначение, принцип работы, типы, параметры подбора

Как и в случае с дефектоскопом, под ультразвуковым толщиномером чаще всего понимается электронный блок с подключённым при помощи кабеля и разъёмного соединения преобразователем. Хотя, конечно, встречаются модели (к примеру, электромагнитно-акустический толщиномер KROPUS AIR), у которых датчик встроен в корпус. Как правило, это сверхкомпактные модели для экспресс-контроля. В остальных случаях речь именно о выносных преобразователях (П111, П112 и др.). Сами же приборы в обязательном порядке имеют дисплей, клавиатуру, автономное питание от встроенного аккумулятора. У некоторых устройств также предусмотрена беспроводная связь по Bluetooth, WLAN или даже Wi-Fi. Ещё один важный элемент, о котором нельзя не сказать, – это специальные чехлы, которые обеспечивают комфортное закрепление прибора на поясе, на руке, груди и пр. Но подробнее об этом чуть позже.

Типы ультразвуковых толщиномеров

Ещё один важный параметр – это режим/метод измерений. В ГОСТ Р ИСО 16809-2015 описано четыре основных режима:

1) режим однократного эхо-сигнала. Заключается в том, чтобы измерять время прохождения от начального импульса возбуждения до первого эхо-сигнала, за вычетом коррекции нуля для учёта толщины протектора ПЭП, компенсации его износа и слоя контактной среды;

2) режим однократного эхо-сигнала линии задержки. Ультразвуковой толщиномер измеряет время прохождения от конца линии задержки до первого донного эхо-сигнала;

3) режим многократных эхо-сигналов. Состоит в том, чтобы измерять время прохождения между донными эхо-сигналами;

4) теневой метод. Заключается в том, чтобы измерять время прохождения импульса от излучателя до приёмника при контакте с донной поверхностью.

Выбор между ними зависит от затухания и толщины исследуемых материалов.

Что касается марок ультразвуковых толщиномеров, то на российском рынке широко представлена продукция отечественных и импортных производителей. В их числе – НПЦ «Кропус», НПК «ЛУЧ», Olympus, НПГ «Алтек», «Константа», GE (Krautkramer), Karl Deutsch, «Физприбор» и многие другие. Так, среди популярных моделей – УДТ-40, «Булат 3», УДТ-08, УДТ-20, «Булат 1М», DM5E, UDT-RF и пр. Что касается систем для автоматизированного контроля, то зачастую они проектируются индивидуально под конкретные условия производства.

Поверка ультразвуковых толщиномеров

1) внешнего осмотра. Включает проверку маркировки электронного блока и датчиков, отсутствия механических повреждений, целостности клейма, состояния разъёмов, кабелей и так далее;

2) опробования. Предполагает проведение серии измерений на эталонных мерах толщины, которые подбираются в зависимости от рабочего диапазона. Процедура направлена на то, чтобы убедиться, что ультразвуковой толщиномер можно настроить на нормированные значения скорости УЗК;

3) определения основной абсолютной погрешности. Причём – для всех диапазонов заявленных измерений и для всех работоспособных преобразователей, которые идут в комплекте с прибором;

4) определения абсолютной погрешности для влияющих величин (там сложно, и нужно знать формулы).

Помимо мер толщины из стали либо алюминия, дополнительно используются меры радиуса кривизны, шероховатости, диаметра искусственного отражателя, не-параллельности рабочей и отражающей поверхностей. По завершении поверки оформляется протокол. Если ультразвуковой толщиномер успешно прошёл все процедуры, выдаётся свидетельство, в котором перечисляются номера преобразователей, использованных при измерениях (не исключая те, что были забракованы). На электронный блок наносят клеймо – для защиты от несанкционированного доступа внутрь прибора.

Если же он не прошёл поверку, то все клейма гасят, а вместо свидетельства на руки выдают извещение о непригодности. Дальше – либо ремонт, либо утилизация.

Выполнение ручных измерений при помощи ультразвукового толщиномера

Как выбрать ультразвуковой толщиномер для ручных измерений

Где купить ультразвуковой толщиномер

Вы можете обратиться к проверенным производителям и официальным дистрибьюторам – партнёрам форума «Дефектоскопист.ру».

Источник

Толщиномер. Назначение, виды и характеристики

В строительстве, судостроительстве, автомобильной промышленности, в быту, когда необходимо определить толщину материала или слоя его покрытия, применяют толщиномер.

Современные виды этого прибора способны проводить измерения неразрушающим методом, или проще говоря, без нарушения целостности исследуемых элементов, деталей, покрывающих защитных слоев.

Инструмент прост в использовании, и это явное преимущество, так как чтобы освоить методы его применения, необязательно быть профессионалом и иметь техническое образование.

Назначение и принцип действия

Толщиномер предназначен для высокоточного измерения толщины магнитных и немагнитных материалов, а также отдельно слоя какого-либо неметаллического соединения, покрывающего металл.

Если говорить о бытовом применении, инструмент активно используют для замера покрытия кузова автомобиля, что позволяет определить места, которые подвергались ремонту.

В этом случае толщина лакокрасочного покрытия либо не соответствует заводским значениям, либо и вовсе наносится на шпаклевку.

Другими словами, любой человек при наличии подходящего толщиномера может самостоятельно проверить эксплуатационное состояние кузова автомобиля, найти локальные места, подвергавшиеся ремонту, что особенно актуально при покупке б/у авто.

Прибор позволяет определить, битый ли автомобиль, а также предположить степень возможных в прошлом повреждений, которые вполне могут повлиять на геометрию кузова, что в итоге снижает безопасность водителя и пассажиров в случае ДТП.

В профессиональной сфере контроль покрасочных работ посредством толщиномеров выполняется оценщиками, малярами, полировщиками и слесарями-кузовщиками в автосервисах.

В сфере строительства толщиномеры применяют для определения толщины покрытий металлоконструкций, бетона, элементов трубопровода.

От принципа действия толщиномера полностью зависит сфера его использования:

Для измерения толщины бумаги и картона, других листовых материалов, вроде ткани и пластиковой пленки, применяют особые стационарные механические толщиномеры, по принципу работы схожие со стрелочными и цифровыми микрометрами.

Контроль толщины мокрого покрытия, например, при его нанесении на детали, осуществляется посредством специальных бесконтактных толщиномеров.

Их работа основывается на методе активного термического сдвига, что позволяет выполнять замеры на расстоянии до 50 см от поверхности покрытия.

Применяются для контроля толщины нанесенных термическим напылением, а также порошковых, полимерных, органических и лакокрасочных покрытий.

Устройство и характеристики

Современный толщиномер представляет собой компактное электронное устройство, состоящее из измерительного блока и датчика, который бывает встроенным и выносным.

Последний позволяет выполнять замеры в ограниченном пространстве или в неудобных точках.

Измерительный блок заключается в корпус, имеющий как классическую прямоугольную, так и с плавными изгибами форму, повышающую эргономичность.

Также портативные устройства со встроенным датчиком нередко имеют пистолетную форму.

Питание осуществляется посредством встроенного аккумулятора или сменных батареек.

На лицевой стороне прибора имеется дисплей, отображающий результаты замеров, а также информацию о настройках.

Управление осуществляется кнопками, обычно расположенными ниже дисплея.

Кроме портативных толщиномеров существуют и стационарные настольные приборы, обычно применяющиеся для контроля пленок и листовых материалов в пределах лаборатории.

Материал

Корпус толщиномера, как правило, изготавливается из ударопрочного пластика, который нередко оснащается прорезиненными вставками, предотвращающими выскальзывание прибора из рук.

Некоторые модели комплектуются съемными резиновыми чехлами, дающими дополнительную защиту от случайных падений и ударов.

Механические модели делают металлическими, а наконечники зонда – твердосплавными или керамическими.

Размеры и вес

Большая часть портативных толщиномеров обладает компактными размерами.

Их длина составляет порядка 100 — 370 мм, ширина около 50 – 250 мм, а весят подобные модели от 60 до 500 грамм, могут иметь горизонтальное и вертикальное позиционирование дисплея.

Вес некоторых приборов способен превысить 1,5 кг, в зависимости от размеров и функционала.

Что касается механических ручных вариантов исполнения, их длина составляет 225 – 425 мм.

Диапазон измерений

Диапазон измерений толщиномера напрямую зависит от его типа, исследуемого материала, может сильно изменятся от модели к модели.

Единицы измерения этого параметра в данном случае – микрометры, составляющие тысячную часть миллиметра, то есть 1 мкм = 0,001 мм.

Для портативных цифровых моделей максимальная измеряемая толщина не превышает 3000 мкм, чего вполне достаточно для проверки, например, ЛКП авто.

Что касается ручных механических приборов для труб и листовых материалов, их диапазон измерений зачастую составляет 0 – 10000 мкм (иногда до 20000 мкм).

Ультразвуковой же инструмент может обладать максимальным значением диапазона вплоть до 300000 мкм, в то время как минимальная отметка составляет 0,1 – 1000 мкм.

Время измерения в одиночном режиме обычно составляет 3 – 5 секунд.

Точность, погрешность и калибровка

Погрешность – один из основных параметров, на который необходимо обращать внимание при выборе толщиномера, зависит она в первую очередь от типа инструмента.

Для качественных ультразвуковых приборов это значение не превышает 1%, для других типов – до 3%, зависит от диапазона измерений.

Допустимое отклонение измерения у механических ручных моделей составляет в среднем 0,018 — 0,022 мм.

Калибровка толщиномеров, как правило, выполняется перед каждым их использованием.

Информация о том, как именно калибровать тот или иной прибор, находится в инструкции, а процедура включает в себя 2 этапа:

В комплекте с инструментом идут зачастую калибровочные шайбы известной толщины, имитирующие материалы, работу с которыми поддерживает толщиномер.

Это могут быть как цветные и черные металлы, так и варианты с имитацией лакокрасочного слоя автомобиля.

Современные профессиональные модели имеют автоматическую самокалибровку.

Дополнительные функции

Многие толщиномеры оснащаются дополнительным функционалом, который способен расширить возможности прибора и упростить работу с ним.

Широкое распространение получили следующие дополнения:

В зависимости от модели, прибор может оснащаться дополнительно звуковым оповещением, многоязычным интерфейсом, несколькими вариантами датчиков для работы с разными материалами.

Для индикаторных стенкомеров и толщиномеров с ценой деления 0,01 и 0,1 мм технические условия регламентированы действующим ГОСТ 11358-89, для ультразвуковых вариантов введен ГОСТ 28702-90, а для радиоизотопных приборов – ГОСТ 18061-90.

Некоторые толщиномеры внесены в Госреестр средств измерений, имеют соответствующие метрологические сертификаты.

Это значит, что для таких приборов установлены правила метрологической поверки и официальные технические нормативы.

Регистрация в Государственном реестре фактически подтверждает законность использования инструмента на территории РФ.

Для толщиномеров покрытий, внесенных в Госреестр СИ, поверка производится раз в год.

Виды толщиномеров, их цена

Отвечая на вопрос, какие бывают толщиномеры, необходимо сразу отметить, что для определения толщины покрытия материала без его повреждения используются только электронные приборы, которые могут иметь встроенные или выносные датчики.

В зависимости от способа отображения результатов измерений, инструмент бывает:

Стрелочный

Классический вариант с механическим стрелочным индикатором, представляющим собой круговую шкалу и, соответственно, подвижную стрелку.

Отсюда еще одно название – индикаторный толщиномер.

Цифровой

С цифровым отсчетным устройством (как аналог предыдущего варианта) или ЖК дисплеем различной диагонали.

В зависимости от целей использования, условно толщиномер можно отнести к одному из следующих классов:

Бытовой

Для любительского проведения диагностики, например, ЛКП при покупке автомобиля.

Может иметь довольно высокую погрешность, что отражается соответствующим образом на стоимости, доступен для широких масс потребителей.

Профессиональный

Многофункциональный высокоточный измерительный прибор, который может использоваться в профессиональной деятельности, например, для контроля толщины того же ЛКП автомобиля при малярных работах.

В зависимости от способа измерения толщиномер бывает:

По принципу работы толщиномер бывает:

Механический

Внешне напоминает микрометр, но имеет более массивную конструкцию с ручкой, устройством поднятия измерительного стержня.

Используется для измерения толщины листовых материалов, криволинейных изделий, а его роликовый подвид – для таких же материалов, но пребывающих в движении.

Оба варианта как раз относятся к индикаторным моделям, однако, механические еще включают так называемую гребенку – толщиномер мокрого слоя, предназначенный для оперативного определения толщины неотвердевшего ЛКП.

Цена от 5 до 50 тыс. рублей.

Электромагнитный

В конструкции есть мягкий ферромагнитный стержень с катушкой, создающий магнитное поле, и такой же для измерения плотности этого поля.

Стоимость колеблется в широких пределах, начиная от 4 тыс. рублей.

Электромагнитно-акустический

Для толщинометрии деталей из металлов и сплавов, оценки анизотропии прокатов, способен выполнять замеры с рабочим диапазоном, как правило, до 3 мм, но есть модели с показателем до 15 мм.

В конструкции применяется ЭМА-преобразователь.

Стоимость такого сложного прибора в пределах 260тыс.руб.

Ультразвуковой

Универсальный вариант, по принципу работы напоминающий сонар, применяется для замеров с одной стороны (как и предыдущий тип), прост в использовании.

На выполнение замера требуется 1 – 2 секунды, результат отображается посредством цифровой индикации.

Такой прибор по праву можно назвать наиболее универсальным, особенно учитывая, что он способен анализировать как общую толщину материала, так и послойно его покрытия.

Цена в среднем 11 – 40 тыс. рублей.

Магнитный

На основе постоянного магнита, а точнее его взаимодействия с магнитным основанием через немагнитное покрытие, толщину которого требуется измерить.

Производится в разных вариациях.

Одна из простых магнитных моделей известна как толщиномер-карандаш (из-за своей формы), причем в стандартном исполнении его можно смело отнести к механическим моделям, но встречаются и электронные «тестеры» со светодиодной индикацией весом всего 40 г.

Цена бытовых вариантов 2 – 5 тыс. рублей, профессиональные экземпляры достигают цены 55тыс.руб.

Вихретоковый

В конструкции имеет катушку, которая генерирует переменное магнитное поле, когда через нее проходит ток.

Цена от 10 тыс. рублей, нередко превышает отметку в 50 тыс.руб.

Комбинированный

Сочетает вихретоковый и магнитный принцип снятия показаний, потому такой толщиномер еще называется электромагнитновихретоковым.

Позволяет работать с основаниями из черных и цветных металлов.

Обойдется примерно в 10 тыс. рублей.

Перечисленные выше приборы зачастую представляют собой портативные переносные инструменты, однако, существуют исключительно стационарные варианты, которые используются как в составе автоматических производственных линий, так и в виде самостоятельного лабораторного оборудования.

К стационарным моделям относятся:

Существуют узкоспециализированные толщиномеры, сконструированные под работу с определенными материалами:

Толщиномер бетона

Для измерения толщины неметаллических пластин, в частности бетонных плит, железобетонных конструкций, камня и стекла.

Такие устройства внесены в госреестр, т.к. обладают всеми необходимыми характеристиками, соответствующими ГОСТ.

Стоимость этих приборов около 300тыс.руб.

Толщиномер бумаги и картона

Лабораторный настольный прибор, который может использоваться также для работы с другими листовыми материалами, вроде фольги, ламинирующей и пластиковой пленки.

Автомобильный толщиномер

Для определения слоя ЛКП на металлической поверхности, в частности, кузова авто.

Для любительских целей можно приобрести китайский прибор размером с брелок за 1 – 2 тыс. рублей.

Игольчатый толщиномер

Для работы с текстильными материалами, войлоком, стеклохолстом и различными тканями.

Что нужно знать о толщиномерах?

Толщиномером, предназначенным для работы с лакокрасочным покрытием, можно с успехом определять толщину других видов покрытий, вроде шпатлевки, грунтовки, естественно, без нарушения целостности и структуры материала.

Кроме того, при помощи этих приборов возможно измерить толщину стекла, пластмассы и даже ржавчины, а также обволакивающей металл оболочки из неметаллических соединений.

Источник

Ультразвуковые толщиномеры: основные виды, производители, рекомендуемые модели

Ультразвуковые толщиномеры являются широко используемыми приборами неразрушающего контроля для высокоточного измерения толщины материала во всех сферах промышленности. В отличие от микрометра и других механических измерительных приборов ультразвуковой толщиномер способен производить измерение толщины при одностороннем доступе к объекту. Ультразвуковые толщиномеры быстрые, надежные, компактные и универсальные. Металлы, пластмассы, керамика, стекло и другие материалы легко могут быть измерены портативными ультразвуковыми толщиномерами с высокой точностью до 0,001 мм.

Ультразвуковой толщиномер – принцип измерения

Звуковая энергия может генерироваться в широком частотном спектре. Чем выше частота, тем выше уровень, который мы воспринимаем. Ультразвук представляет собой звуковую энергию на более высоких частотах, за пределами человеческого слуха. Большинство ультразвуковых испытаний проводятся в диапазоне частот от 2,5 МГц до 15 МГц. Какова бы ни была частота, звуковая энергия состоит из структуры организованных механических колебаний, проходящих через среду, такую как воздух или сталь, в соответствии с основными законами физики волн.

Ультразвуковые толщиномеры работают очень точно, измеряя, сколько времени требуется для звукового импульса, который был создан небольшим зондом, называемым ультразвуковым преобразователем, для прохождения через образец и отражения от внутренней поверхности или от дальней стены. Поскольку звуковые волны отражают границы между разнородными материалами, это измерение обычно выполняется с одной стороны в режиме «импульс / эхо».

Преобразователь содержит пьезоэлектрический элемент, который возбуждается коротким электрическим импульсом для генерации всплеска ультразвуковых волн. Звуковые волны проходят через тестовый материал пока не столкнутся с задней стенкой или другой границей. Затем отражения возвращаются к преобразователю, который преобразует звуковую энергию обратно в электрическую.

Прибор вычисляет толщину, основываясь на расчетах скорости прохождения звука, через испытуемый материал и выводит результат на экран. Существуют два типа преобразователей, которые могут использоваться в качестве ультразвукового толщиномера. Эти датчики представляют собой пьезоэлектрические и ЭМАП – датчики (ЭлектроМагнитно-Акустическое Преобразование).

Оба типа преобразователей излучают звуковые волны в материал при возбуждении. Обычно эти преобразователи используют заданную частоту, однако некоторые толщиномеры позволяют настраивать частоту, чтобы проверить более широкий диапазон материалов. Стандартная частота, используемая ультразвуковым толщиномером, составляет 5 МГц. Метод прямого контакта ультразвуковых толщиномеров типа импульсного / эхо-сигнала требует использования контактной жидкости, которая наноситься на исследуемый участок и устраняет зазор между преобразователем и тестируемой поверхностью объекта контроля, что обеспечивает передачу ультразвуковой волны в объект контроля.

В качестве контактной жидкости применяется вода, трансформаторное масло, пропиленгликоль, солидол и специализированные гели, не оставляющие жирных следов, так же можно использовать многие другие вещества и средства.

Работа с ультразвуковыми толщиномерами отличается простотой настройки и использования, современные приборы имеют возможность сохранять результаты в памяти, выводить данные на компьютер и другие портативные устройства регистрации данных.

Благодаря сочетанию удобного интерфейса меню и данных в памяти пользователи ультразвуковых толщиномеров имеют целый мир технологий, позволяющий получать высокоточные и экономичные измерения толщины для всех типов материалов.

Преимущества ультразвуковых толщиномеров

Ультразвуковые толщиномеры обладают множеством преимуществ по сравнению с механическими и оптическими методами измерения, они значительно улучшают контроль качества и мониторинг состояния объектов контроля экономичным и удобным для пользователей способом.

Сфера применения ультразвуковых толщиномеров

Ультразвуковые толщиномеры используется для контроля толщины металла во многих отраслях промышленности:

Толщиномер металла ультразвуковой – особенности модельного ряда

Сегодня на рынке приборов неразрушающего контроля существует множество высокотехнологичных моделей ультразвуковых толщиномеров отечественного и зарубежного производства. В таком многообразии выбора моделей приборов потребителю бывает не просто выбрать модель, подходящую по набору функций и цене.

Каждая модель современного ультразвукового толщиномера обладает большим набором параметров. Для облегчения выбора нужной модели ультразвукового толщиномера была составлена сводная таблица некоторых популярных приборов и их ключевых параметров.

Источник