1概述本儀器是智能型超聲波測厚儀,采用的高性能、低功耗微處理器技術,基于超聲波測量原理,可以測量金屬及其它多種材料的厚度,并可以對材料的聲速進行測量
本儀器是智能型超聲波測厚儀,采用的高性能、低功耗微處理器技術,基于超聲波測量原理,可以測量金屬及其它多種材料的厚度,并可以對材料的聲速進行測量。可以對生產設備中各種管道和壓力容器進行監測,監測它們在使用過程中受腐蝕后的減薄程度,也可以對各種板材和各種加工零件作精確測量。本儀器可廣泛應用于石油、化工、冶金、造船、航空、航天等各個領域。
項目 | 單位 | 性能指標和功能 |
顯示方法 | 高對比度的128*64液晶顯示,高亮度EL背光; | |
測量范圍 | mm | 0.75 ~ 600.0(鋼) |
材料聲速 | m/s | 1000 ~ 9999 |
分辨力 | mm | 0.01 |
示值精度誤差 | mm | 測量范圍 0.75 ~ 3.3時,分辨力0.01,允許誤差±0.05測量范圍3.3 ~ 99.99時,分辨力0.01,允許誤差±(1‰H+0.04)測量范圍100.0 ~ 300.0時,分辨力0.01,允許誤差±3‰H測量范圍300.0 ~ 600.0時,分辨力0.01,允許誤差±5‰H注:H為測量的厚度 |
測量周期 | 單點測量時每秒鐘6次; | |
校正模式 | 配機試塊4mm自動校正 /用戶自定義校正(單點校正 /雙點校正) | |
測量功能 | 最小讀數俘獲、平均測量、設限測量、差值測量 等軟件功能可選 | |
測量模式 | R-B1(發射脈沖至一次回波) | |
動態測聲速功能 | 可利用輸入已知厚度,動態掃查測讀被測工件的聲速 | |
智能電源功能 | 開機閑置一段時間后,儀器會自動關機電池低壓指示 | |
蜂鳴器 | 校準提示、超限提示 | |
存儲 | 40組測厚數據(僅測量值,聲速值)40組參數數據集(包括測量值、儀器設置等參數) | |
語言 | 中文/英文 可選 | |
單位制式 | 公制(mm)/英制(inch)可選 | |
工作時間 | h | ≥30 |
供電模式 | 二節5號電池 | |
工作溫度 | ℃ | -10 ~ 40 |
重量 | g | 約245g(含電池) |
尺寸 | mm | 145mm×74mm×32 mm(高×寬×厚) |
適合測量金屬(如鋼、鑄鐵、鋁、銅等)、塑料、陶瓷、玻璃、玻璃纖維及其他任何超聲波的良導體的厚度;
可配備多種不同頻率、不同晶片尺寸的雙晶探頭使用;
已知厚度可以反測聲速,以提高測量精度;
具有耦合狀態提示功能;
有EL背光顯示,方便在光線昏暗環境中使用;
有剩余電量指示功能,可實時顯示電池剩余電量;
具有自動休眠、自動關機等節電功能;
小巧、便攜、可靠性高,適用于惡劣的操作環境,抗振動、沖擊和電磁干擾;
本超聲波測厚儀對厚度的測量,是由探頭產生超聲波脈沖透過耦合劑到達被測體,一部分超聲信號被物體底面反射,探頭接收由被測體底面反射的回波,精確地計算超聲波的往返時間,并按下式計算厚度值,再將計算結果顯示出來。
式中: H-測量厚度; v-材料聲速;
t-超聲波在試件中往返一次的傳播時間。
表1.2 探頭選擇
名稱 | 型號 | 頻 率 (MHz) | 探 頭 直 徑 | 測量范圍 | 最小管徑 | 特性描述 |
粗晶探頭 | N02 | 2.5 | 12mm | 3.0mm~600.0mm(鋼) 40mm以下(灰鑄鐵HT200) | 20mm | 用于鑄鐵等粗晶材質的測量 |
大量程粗晶探頭 | N02 | 2 | 20mm | 3.0mm~600.0mm(鋼) 100mm以下(灰鑄鐵HT200) | 20mm | 用于鑄鐵等粗晶材質的測量 |
標準探頭 | N05/90° | 5 | 10mm | 1.0mm~600.0mm(鋼) | Φ20mm×3.0mm | 專用 |
微徑探頭 | N07 | 7 | 6mm | 0.8mm~80.0mm(鋼) | Φ15mm×2.0mm | 用于薄壁及小弧面的測量 |
微徑探頭 | N010 | 10 | 4mm | 0.75mm~3.3mm(鋼) | Φ8mm×2.0mm | 用于薄壁及小弧面的測量 |
高溫探頭 | HT5 | 2 | 14mm | 3~200mm (鋼) | 30mm | 用于溫度小于300℃的材料的測量 |
環境溫度:操作溫度-20℃~+50℃;存儲溫度:-30℃~+70℃
相對濕度≤90%;
周圍環境無強烈振動、無強烈磁場、無腐蝕性介質及嚴重粉塵。
1 外殼 2 鍵盤 3液晶屏 4發射插座 5接收插座
6 校準厚度塊 10超聲探頭(簡稱探頭)
儀器開機后會自動進入主顯示界面,如下圖所示:
耦合狀態:探頭與被測工件的耦合狀態
單位制式:MM、M/S(公制時)
電池電量:電池剩余電量顯示
信息顯示:顯示厚度測量值,以及簡單的操作提示信息。
儀器開關鍵 | 菜單鍵 | ||
數字增加鍵/向上鍵/常用聲速切換鍵 | 取消鍵/測聲速測厚模式切換鍵 | ||
校準鍵/確認鍵 | |||
位數選擇鍵 | 數字減小鍵/向下鍵/數據保存鍵 |
新購儀器請參照裝箱單仔細查對儀器及附件,不全時請及時與廠家聯系。
根據被測對象的厚度及形狀來選擇探頭。
選擇的依據請參考本手冊1.4的表1.2:探頭選擇。
若被測體表面很粗糙或銹蝕嚴重,請用以下方法處理:
在被測體表面使用耦合劑;
利用除銹劑、鋼絲刷或砂紙處理被測體表面
在同一點附近多次測量
1) 將探頭插頭插入儀器探頭插座中;
2) 按鍵,儀器屏幕顯示開機畫面后自動進入測量界面,并顯示當前儀器中設置的聲速值,此時儀器的各參數為上次關機前使用的參數;
在開機狀態下,按鍵可以實現關機操作。
在每次更換探頭、改變聲速、更換電池、環境溫度變化較大或者測量出現偏差時應進行探頭校準。此步驟對保證測量準確度十分關鍵。如有必要,可重復多次。步驟如下:
1) 測量儀器上提供的標準試塊((4.00±0.01)mm,當聲速為5920m/s時);
2) 儀器顯示校準測量值((4.00±0.01)mm,當聲速為5920m/s時),校準過程完畢。
注意!
(1)校準操作前,請先確認是否退出了聲速修改模式,在聲速修改模式時儀器不可進行校準操作。
(2)只限于將探頭耦合在儀器面板上的標準試塊上進行校準,而不得在其它任何試塊上使用此鍵,否則將引起測量錯誤。
當已知材料的聲速時,可以利用儀器提供的聲速調節功能,并依據附表中的參考聲速值,調整儀器的內置聲速值。操作方法為:
方式1
(1)在測厚模式下,按鍵,或按鍵,進入聲速調整。
(2)按鍵,或按鍵在修改聲速值;
(3)修改完成聲速值后請退出聲速修改模式
方式2
(1)在測厚模式下直接按鍵,選擇常用聲速
在被測材料的聲速未知時,可利用儀器提供的聲速測量功能計算材料的聲速值。請注意,利用這一功能時,請用戶使用與被測材料同質并已知厚度的試塊。具體操作過程如下:
1) 首行一次探頭零點校準(探頭沒有校準前無法進入測聲速模式)
2) 在測厚模式下,按鍵,切換到聲速測量模式;
3) 在測聲速模式下,按鍵,或按鍵,進入工件厚度調整;
4) 按鍵,或按鍵在修改工件厚度值。
5) 按鍵,確認工件聲速,并自動返回到測厚模式。
將耦合劑均勻涂于被測區域,將探頭與被測材料表面緊密耦合,屏幕將顯示被測區域的測量厚度。當探頭與被測材料良好耦合時,屏幕將顯示耦合標志,如果耦合標志閃爍或無耦合標志則表示耦合狀況不好。移開探頭后,耦合標志消失,厚度值保持。
4.6.1 存儲測量值
儀器中最多40個厚度測量值。厚度測量后可直接按鍵將測量值存入當前文件中;如果要需要查看厚度值可以在菜單中查看,方式如下
1) 在厚度測量狀態下,按鍵,進入菜單;
2) 按鍵,選擇到查看數據選項。
3) 按鍵查看之前保存的測厚數據。
4) 按鍵,或按鍵可以查看40個測厚值。
存儲厚度值時,如果當前文件中的記錄總數已經達到40個,則儀器會自動循環保存測厚數據。
儀器液晶屏帶有EL背光功能,以便在光線昏暗處可以閱讀測量值。由于背光打開后,儀器功耗明顯增加,所以請在必要的時候才打開背光,以節約用電,延長電池使用時間。
在厚度測量狀態下,按鍵,進入菜單 可以設置背光開關。
儀器主機內裝有串聯連接的2節AA尺寸(5號)堿性電池。電池電量充足時,電量指示符號滿格顯示;電池用過一段時間后,電池符號會顯示為非滿格;電池接近用完時,電池符號會閃動顯示 ,此時應該立即更換電池。
儀器具有自動關機功能,以節省電池電能。
在菜單選項中有設置自動關機
0分為關閉自動關機功能;
3分為在無操作且未檢測到物體時3分鐘后儀器將自動關機;
6分為在無操作且未檢測到物體時6分鐘后儀器將自動關機;
9分為在無操作且未檢測到物體時9分鐘后儀器將自動關機;
當電池電壓過低時,儀器會自動關機。
單點測量法:在被測體上任一點,利用探頭測量,顯示值即為厚度值。
兩點測量法:在被測體的同一點用探頭進行二次測量,在二此測量中,探頭的分割面成90o,較小值為厚度值。
多點測量法:在直徑約為30 mm的圓內進行多次測量,取其最小值為厚度值。
連續測量法:用單點測量法,沿線路連續測量,其間隔不小于5 mm ,取其中最小值為被測體厚度值。
測量時,探頭分割面可分別沿管材的軸線或垂直管材的軸線測量。若管徑大時,測量應在垂直軸線的方向測量;管徑小時,應在二方向測量,取其中最小值為厚度值。
電池容量接近用完或用完時,應該及時更換電池,以免影響測量精度。儀器長時間不使用時應將電池取出,以免電池漏液,腐蝕儀器盒與電極片。
注意電池安裝時的正負極性!極性顛倒可能導致儀器損壞!
應避免儀器及探頭受到強烈震動;
避免儀器置于過于潮濕的環境中;
插拔探頭時,應捏住活動外套沿軸線用力,不可旋轉探頭,以免損壞探頭電纜芯線。
油、灰塵的附著會使探頭線逐漸老化、斷裂,使用后應清除纜線上的污垢。
測量時,只有出現耦合圖標并穩定時,才是良好的測量;
若被測體表面有大量耦合劑時,當探頭離開被測體表面時,耦合劑會引起誤測。因此測量結束時,應迅速將探頭移開被測體表面。
探頭表面為丙烯樹脂,對粗糙表面的重劃很敏感,因此在使用中應輕按;測粗糙表面時,盡量減少探頭在工作表面的劃動。
常溫測量時,被測物表面不應超過60℃,否則探頭不能再用。
若探頭磨損,測量會出現示值不穩,此時應更換探頭。
由于使用標準試塊對儀器進行校準時,需涂耦合劑,所以請注意試塊的防銹。使用后將標準試塊擦干凈。氣溫較高時不要沾上汗液。長期不使用應在隨機試塊表面涂上少許油脂防銹,當再次使用時,將油脂擦凈后,即可進行正常工作。
酒精、稀釋液等對機殼尤其是視窗有腐蝕作用,故清洗時,用少量清水輕輕擦拭即可。
當儀器出現非正常現象(如儀器損壞,不能測量;液晶顯示不正常;正常使用時,誤差過大;鍵盤操作失靈或混亂等)時,請用戶不要拆卸或調節任何固定裝配之零部件,請填妥保修卡后,交由我公司維修部門,執行保修條例。
貯存時應遠離振動、強烈磁場、腐蝕性介質、潮濕、塵埃,應在常溫下貯存。
運輸時在保證原包裝的狀態下,可在三級公路條件下進行。
材料 | 聲速 | ||
in/µs | m/s | ||
鋁 | Aluminum | 0.250 | 6340-6400 |
鋼 | Steel, common | 0.233 | 5920 |
不銹鋼 | Steel, stainless | 0.226 | 5740 |
黃銅 | Brass | 0.173 | 4399 |
銅 | Copper | 0.186 | 4720 |
鐵 | Iron | 0.233 | 5930 |
鑄鐵 | Cast Iron | 0.173-0.229 | 4400-5820 |
鉛 | Lead | 0.094 | 2400 |
尼龍 | Nylon | 0.105 | 2680 |
銀 | Silver | 0.142 | 3607 |
金 | Gold | 0.128 | 3251 |
鋅 | Zinc | 0.164 | 4170 |
鈦 | Titanium | 0.236 | 5990 |
錫 | Tin | 0.117 | 2960 |
丙烯酸(類)樹脂 | 0.109 | 2760 | |
環氧樹脂 | Epoxy resin | 0.100 | 2540 |
冰 | Ice | 0.157 | 3988 |
鎳 | Nickel | 0.222 | 5639 |
樹脂玻璃 | Plexiglass | 0.106 | 2692 |
陶瓷 | Porcelain | 0.230 | 5842 |
聚氯乙烯 | PVC | 0.094 | 2388 |
石英 | Quartz glass | 0.222 | 5639 |
硫化橡膠 | Rubber, vulcanized | 0.091 | 2311 |
水 | Water | 0.058 | 1473 |
注:所列的聲速均為近似值,僅供參考。
B.1 表面狀況對測量結果的影響
B.1.1 表面覆蓋物
測量前應清除被測物體表面所有的灰塵、污垢及銹蝕物,鏟除油漆等覆蓋物。
B.1.2 粗糙表面
過于粗糙的表面會引起測量誤差,甚至儀器無讀數。測量前應盡量使被測材料表面光滑,可使用磨、拋、銼等方法使其光滑。還可使用高粘度耦合劑。
B.1.3 粗加工表面
粗加工表面(如車床或刨床)所造成的有規則的細槽也會引起測量誤差,處理方法同上。另外調整超聲探頭串音隔層板(穿過探頭底面中心的金屬薄層)與被測材料細槽之間的夾角,使隔層板與細槽相互垂直或平行,取讀數中的最小值作為測量厚度,可取得較好效果。
B1.4 圓柱型表面
測量圓柱型材料,如管子、油桶等,正確選擇探頭串音隔層板與被測材料軸線之間的夾角至關重要。簡單地說,將探頭與被測材料耦合,探頭串音隔層板與被測材料軸線平行或垂直,沿與被測材料軸線方向垂直地緩慢搖動探頭,屏幕上的讀數將有規則地變化,選擇讀數中的最小值,作為材料的測量厚度。
根據材料的曲率正確選擇探頭串音隔層板與被測材料軸線夾角方向。直徑較大的管材,選擇探頭串音隔層板與管子軸線垂直;直徑較小的管材,則選擇與管子軸線平行和垂直兩種測量方法,取讀數中的最小值作為測量厚度。
B1.5 復合外形
當測量復合外形的材料(如管子彎頭處)時可采用上文介紹的方法,所不同的是要進行二次測量,分別讀取探頭串音隔層板與軸線垂直和平行的兩個數值,其較小的一個數作為該材料在測量點處的厚度測量值。
B1.6 不平行表面
為了得到穩定、可靠的厚度測量值,被測材料的另一表面必須與被測面平行或同軸,否則將引起較大測量誤差或根本無讀數顯示。
B.2 溫度對測量結果的影響
材料的厚度與超聲波在材料中的傳播速度均受溫度的影響。對測量精度要求較高時,可采用試塊對比法,即用相同材料、近似厚度的試塊在相同溫度條件下進行測量,并求得溫度補償系數,用此系數修正被測工件的測量值
B.3材料衰減對測量結果的影響
對于一些如纖維、多孔、粗晶等材料,它們會造成超聲波的大量散射和能量衰減,以致可能使儀器出現反常的讀數甚至無讀數(通常反常的讀數小于實際厚度)。在這種情況下,該材料不適于用此測厚儀進行厚度測量。
B.4 參考試塊的使用
對不同材料在不同條件下進行精確測量,校準試塊的材料越接近于被測材料,測量就越精確。理想的參考試塊將是一組被測材料的不同厚度的試塊,試塊能提供儀器補償校正因素(如材料的微觀結構、熱處理條件、粒子方向、表面粗糙等)。為了滿足精度測量的要求,一套參考試塊將是很重要的。
在大部分情況下,只要使用一個參考試塊就能得到令人滿意的測量精度,這個試塊應具有與被測材料相同的材質和相近的厚度。取均勻被測材料用千分尺測量后就能作為一個試塊。
對于薄材料,在它的厚度接近于探頭測量下,可用試塊來確定準確的低限。不要測量低于下限厚度的材料。如果一個厚度范圍是可以估計的,那么試塊的厚度應選上限值。
當被測材料較厚時,特別是內部結構較為復雜的合金等,應在一組試塊中選擇一個接近被測材料的,以便于掌握校準。
大部分鍛件和鑄件的內部結構具有方向性,在不同的方向上,聲速將會有少量變化,為了解決這個問題,試塊應具有與被測材料相同方向的內部結構,聲波在試塊中的傳播方向也要與在被測材料中的方向相同。
在一定情況下,查已知材料的聲速表,可代替參考試塊,但這只是近似地代替一些參考試塊,在一些情況下,聲速表中的數值與實際測量有別,這是因為材料的物理及化學情況有異。這種方法常被用來測低碳鋼,但只能作為粗略測量。
本測厚儀具有測量聲速的功能,故可先測量出聲速,再以此聲速對工件進行測量。
B.5 鑄件測量
鑄件測量有其特殊性。鑄件材料的晶粒比較粗大,組織不夠致密,再加上往往處于毛面狀態就進行測量,因此使測量遇到較大的困難。
首先是晶粒的粗大和組織不致密性造成聲能的極大衰減,衰減是由材料對聲能的散射和吸收造成的。衰減的程度與晶粒尺寸和超聲頻率是有密切關系的,相同頻率下衰減隨晶粒直徑的增大而增大,但有一點,超過這一點,晶粒直徑再增大,衰減基本趨于一個固定值。對于不同頻率的探頭,衰減隨頻率的增大而增大。
其次,當晶粒粗大和鑄造中存在粗大異相組織時,將對超聲信號產生異常反射,產生草狀回波或樹狀回波,使測厚結果出現錯誤讀數,造成誤判。
另外,隨著晶粒的粗大,金屬結晶方向上的各向異性表現得更為顯著,從而使不同方向上的聲速造成差異,差異甚至可達5.5%。而且工件內不同位置上組織的致密性也不一致,這也將造成聲速的差異。這些因素都將引起測量結果的不準確。因此對鑄件測量要特別小心。
對鑄件測量時應注意:
在測量表面粗糙的鑄件時,必須采用粘度較大的機油、黃油等作耦合劑。
建議用與待測物相同的材料,測量方向與待測物也相同的試塊來校準材料的聲速。
必要時可進行兩點校準。
B.6 減小測量誤差的方法
B.6.1 超薄材料
使用任何超聲波測厚儀,當被測材料的厚度降到探頭使用下限以下時,將導致測量誤差,必要時,最小極限厚度可用試塊比較法測得。
當測量超薄材料時,有時會發生一種稱為“雙重折射”的錯誤結果,它的現象為:顯示讀數是實際厚度的二倍;另一種錯誤結果被稱為“脈沖包絡、循環跳躍”,它的現象是測量值大于實際厚度,為防止這類誤差,測臨界薄材料時應反復測量核對。
B.6.2銹斑、腐蝕凹坑等
被測材料另一表面的銹斑凹坑(很小的銹點有時是很難發現的)等將引起讀數無規則地變化,在情況下甚至無讀數。當發現凹坑或感到懷疑時,對這個區域的測量就得十分小心,可選擇探頭串音隔層板不同角度的定位來作多次測試。
B6.3 材料識別錯誤
當用一種材料校正了儀器后,又去測量另一種材料時,將發生錯誤的結果,應注意選擇正確的聲速。
B6.4 探頭的磨損
探頭表面為丙烯樹脂,長期使用會使其粗糙度增高,導致探頭靈敏度下降,如果探頭磨損嚴重導致測量結果誤差較大,可用砂紙或油石少量打磨探頭表面使其平滑并保證平行度。如測值仍不穩定,則需更換探頭。
B6.5 多層材料、復合材料
要測量結合面不緊密的多層材料是不可能的,因超聲波無法穿透未經耦合的結合面。因為超聲波不能在復合材料中以勻速傳播,所以用超聲反射原理測量厚度的儀器均不適于測量多層材料和復合材料。
B6.6 金屬表面氧化層的影響
有些金屬可能在其表面產生較致密的氧化層,例如鋁等,這層氧化層與基體間結合緊密,無明顯界面,但超聲波在這兩種物質中的傳播速度是不同的,故會造成測量誤差,且氧化層厚度不同誤差的大小也不同。請用戶在使用時注意這種情況。可以在同一批被測材料中選擇一塊制成樣塊,用千分尺或卡尺測量測量其厚度,并用該樣塊對儀器進行校準。
B6.7 反常的厚度讀數
操作者應具備辨別反常讀數的能力,通常銹斑、腐蝕凹坑、被測材料內部缺陷都將引起反常讀數。解決辦法可參考本手冊的有關章節。
B6.8 耦合劑的選擇和使用
耦合劑是用來作為探頭與被測材料之間的超聲信號傳播載體。如果耦合劑的種類或使用方法不當將有可能造成較大誤差,或者耦合標志閃爍,測值無法穩定。耦合劑應適量使用,涂沫均勻。
選擇合適類型的耦合劑非常重要。當使用在光滑材料表面時,可以使用低粘度的耦合劑(如隨機配置的耦合劑、輕機油等);當使用在粗糙材料表面,或垂直表面及頂面時,需要使用粘度較高的耦合劑(如甘油膏、黃油、潤滑脂等)。
序號 | 名稱 | 數量 | 備注 | |
標準配置 | 1 | 主機 | 1臺 | |
2 | 標準探頭(5MHz) | 1只 | ||
3 | 耦合劑 | 1瓶 | ||
4 | ABS儀器箱 | 1只 | ||
5 | 隨機資料 | 1份 | ||
6 | AA(5號)尺寸堿性電池 | 2只 | ||
7 | ||||
8 | ||||
可選配置 | 9 | 粗晶探頭(2MHz) | ||
10 | 大量程粗晶探頭(2.5MHz) | |||
11 | 微徑探頭(7MHz) | |||
12 | 微徑探頭(10MHz) | |||
13 | 高溫探頭(2MHz) |
一、用戶購買本公司產品后,請認真填寫《保修登記卡》,并將加蓋用戶單位公章的《保修登記卡》和購買儀器發票復印件寄回本公司客戶服務中心,也可委托售機單位代寄。手續不全時,只能維修不予保修。
二、本公司產品從用戶購置之日起,一年內出現質量故障(非保修件除外),請憑“保修卡”或購機發票復印件與本公司儀器服務部聯系,可免費維修。保修期內,不能出示保修卡或購機發票復印件,本公司按出廠日期計算保修期,期限為二年。
三、超過保修期的本公司產品出現故障,可以交由本公司儀器服務部維修產品,按公司規定收取維修費用。
四、公司定型產品外的“特殊配置”(非標配傳感器、加長電纜、專用軟件等),按有關標準收取費用。
五、凡因用戶自行拆裝本公司產品、因運輸、保管不當或未按產品說明書正確操作造成產品損壞,以及私自涂改保修卡,無購貨憑證,本公司均不能予以保修。
六、請按照使用說明正確使用,如發現異常,請停止使用并與我公司聯系
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