PCE Ultrazvukový echoměr tloušťky materiálu |rozsah měření P-E 2 - 600 mm, E-E 2,5 - 100 mm PCE-TG 300-P5EE

Informace o ultrazvukovém echo-echo tloušťkoměru materiálu
Ultrazvukový echo-echo tloušťkoměr materiálu od společnosti PCE Instruments je vhodný k měření tloušťky stěn homogenních materiálů, jako jsou kovy, plasty, skla nebo pryskyřice, pomocí ultrazvuku v měřicím rozsahu 0,65 ... 600 mm. S maximálním rozlišením 0,001 mm lze měřit i velmi malé rozdíly v tloušťkách stěn. Pro přesné měření je třeba v ultrazvukovém echo-echo tloušťkoměru předem nastavit správnou rychlost zvuku měřeného materiálu. U tloušťkoměru PCE-TG 300-P5EE lze měnit sonickou rychlost v krocích po 1 m/s a je možná i vícebodová kalibrace. Pokud není sonická rychlost materiálu známa, lze ji rovněž určit pomocí tloušťkoměru echo-echo. Pokud je známa tloušťka obrobku, je třeba ji zadat do tloušťkoměru materiálu. Ultrazvukový echolotový tloušťkoměr materiálu PCE-TG 300-P5EE Aplikace 1 Po umístění ultrazvukového snímače na obrobek se přímo zobrazí zvuková rychlost materiálu. Naměřené hodnoty se zobrazují na velkém barevném LCD displeji se snadnou navigací pomocí tlačítek rychlé volby. Naměřené hodnoty lze uložit do vnitřní paměti měřiče tloušťky stěn Echo-Echo. Tato data lze analyzovat pomocí volitelného softwaru pro PC nebo je vytisknout přímo přes Bluetooth pomocí tiskárny. Funkce měřiče tloušťky stěn Echo-Echo rozšiřují volitelně dodávané sondy. K dispozici jsou sondy s frekvencemi 2,5 MHz; 5 MHz a 7 MHz a různými průměry, takže kromě homogenních standardních materiálů lze měřit i vysoce tlumivé materiály, jako je litina nebo plast, a také tenkostěnné součásti.

Princip měření Ultrazvukové měření tloušťky materiálu
Lidské ucho je schopno detekovat zvukové frekvence do maximálně 16 kHz; frekvence nad touto hranicí nejsou pro člověka slyšitelné a označují se jako ultrazvuk. Tento ultrazvuk se používá v průmyslu v různých oblastech, například při svařování, čištění, nedestruktivním testování (NDT) a měření tloušťky materiálu. V závislosti na materiálu je ultrazvuk pohlcován, odrážen, rozptylován nebo přenášen. Ultrazvukový echoměr tloušťky materiálu PCE-TG 300-P5EE Použití 1 Ultrazvukové měření tloušťky materiálu je vhodné zejména pro všechny zvukovodné materiály s homogenní strukturou, ve kterých se vyskytuje jen málo rozptylových a odrazových efektů. Ideální jsou například kovové materiály, jako je ocel, protože mikrostruktura uvnitř materiálu velmi dobře vede ultrazvukové vlny, což vede k vysokým hloubkám průniku a jasným odrazovým ozvěnám na rozhraních.

Klíčovými parametry ve vztahu k materiálu jsou rychlost zvuku a útlum zvuku. V případě útlumu zvuku se rozlišuje mezi absorpcí a rozptylem zvuku. Pohlcování zvuku je způsobeno přeměnou zvukové energie na jiné formy energie, například na teplo. Tím se snižuje síla užitečného signálu, což vede ke zkrácení doby průchodu materiálem při měření tloušťky materiálu. Jelikož absorpce závisí na frekvenci sondy, lze ji oslabit například snížením zkušební frekvence, což umožňuje dosáhnout větší hloubky průniku. Tlumení zvuku je způsobeno rozptylovými efekty na hranicích zrn struktury materiálu. I zde zvýšení zkušební frekvence zvyšuje rozptyl zvuku, a to dokonce neúměrně ve srovnání s absorpcí. Při měření tloušťky materiálu u materiálů s vysokým útlumem zvuku, jako jsou plasty nebo litina, je někdy možné dosáhnout lepších výsledků snížením zkušební frekvence.

Při měření tloušťky materiálu ultrazvukem se využívá vlnové impedance nebo pohltivosti zvuku a rychlosti zvuku různých materiálů. Čím větší jsou rozdíly ve vlnových impedancích nebo akustických odporech mezi sousedními materiály, tím zřetelněji lze určit odrazy ultrazvuku. Například vzduch má ve vztahu k ultrazvuku silnou tlumicí vlastnost, takže na rozhraních mezi kovy a vzduchem vznikají silná odrazová echa. Tohoto efektu se využívá při měření tloušťky materiálu k určení tloušťky stěn. Tento efekt zároveň zajišťuje, že mezi sondou a obrobkem musí být použit spojovací gel, aby se překlenula vzduchová mezera, která by bez použití spojovacího gelu zabránila přenosu ultrazvuku ze sondy na obrobek.

Měření tloušťky materiálu ultrazvukovou echolokací
Při měření tloušťky materiálu ultrazvukovou echolokací se analyzuje několik ozvěn. Tato metoda měření tloušťky materiálu je vhodná zejména pro obrobky s povlakem. Pokud je ultrazvukový snímač umístěn na obrobku s povlakem, je povlak při měření tloušťky materiálu zahrnut do pulzního echa. To vede k chybě, která je způsobena rozdílnými rychlostmi zvuku povlakového materiálu a základního materiálu. V případě ocelového obrobku potaženého plastem jsou rozdíly mezi rychlostmi zvuku 3000 ... 4000 m/s. Pokud je rychlost zvuku v měřicím zařízení nastavena na ocel, měřila by se při měření celkové tloušťky materiálu povlaku nesprávná rychlost zvuku, což by vedlo k nesprávnému výsledku. Kromě toho při měření tloušťky materiálu není obvykle cílem měřit tloušťku povlaku - k čemuž se používají tloušťkoměry povlaku - ale tloušťku materiálu podkladu. Funkce echo-echo ultrazvukového tloušťkoměru odečítá tloušťku povlaku od celkové tloušťky materiálu. To znamená, že ultrazvukový echo-echo tloušťkoměr materiálu lze použít k měření tloušťky obrobku s povlakem, aniž by byla tloušťka povlaku zahrnuta do celkového výsledku.

Ultrazvukové senzory pro měření tloušťky materiálu
Při výběru senzoru pro měření tloušťky materiálu hraje obzvláště důležitou roli materiálová struktura zkoušeného materiálu. Jak již bylo popsáno, čím je struktura materiálu homogennější, tím lépe měření tloušťky materiálu funguje. Ideální jsou kovové mřížkové struktury, protože ultrazvukové vlny jsou vedeny materiálem bez větších ztrát rozptylem. V případě litých materiálů, jako je litina, jsou ztráty rozptylem obecně mnohem větší kvůli grafitovým vměstkům. V důsledku toho jsou energetické ztráty ultrazvukových vln větší, což snižuje hloubku průniku. U velmi nehomogenních materiálů, jako je například sklolaminát nebo CFRP, je měření tloušťky stěny pomocí tloušťkoměru velmi obtížné nebo často vůbec není možné.

Pro řešení tohoto problému nabízí ultrazvukový tloušťkoměr echo-echo od společnosti PCE Instruments možnost volby různých senzorů. Základním pravidlem je, že čím nehomogennější je materiál, tím nižší by měla být frekvence ultrazvukové sondy. Čím tenčí je tloušťka materiálu a čím přesnější má být měření, tím vyšší frekvenci sondy je třeba zvolit. Například pro tenkostěnné obrobky by byl vhodný ultrazvukový snímač s frekvencí 7 MHz. Pro lité materiály a plasty by měla být zvolena frekvence 2,5 MHz. Ultrazvukový tloušťkoměr materiálu se standardně dodává se snímačem E-E 5 MHz. Snímač 5 MHz je vhodný pro poměrně širokou škálu aplikací; jakmile se však speciální oblast stane náročnější, jak je popsáno výše, má smysl snímač vyměnit. Funkce E-E umožňuje také měření tloušťky stěn přes povlaky. Ostatní sondy touto funkcí nedisponují.

Ultrazvukový tloušťkoměr s echo-echo měřením materiálu je vhodný i pro aplikace při vysokých teplotách. Vysokoteplotní sondu s frekvencí 5 MHz lze použít pro aplikace s vysokou povrchovou teplotou až 300 °C. Zde je třeba poznamenat, že je zapotřebí speciální spojovací gel, který odolá odpovídajícím teplotám. Je třeba také poznamenat, že rychlost zvuku je závislá na teplotě. Při vyšších teplotách je třeba pro větší přesnost kontrolovat možné odchylky rychlosti zvuku způsobené změnami teploty. U oceli se rychlost zvuku snižuje přibližně o 1 % při zvýšení teploty přibližně o 50 °C. U povrchu rozpáleného na 300 °C může tedy dojít k odchylkám měření o několik desetin milimetru, pokud je v tloušťkoměru zadána rychlost zvuku, která ve skutečnosti platí pouze pro teploty při cca 20 °C pro příslušný materiál. Senzor PCE-TG-P5EE
Rozsah měření P-E: 2 ... 600 mm, E-E: 2,5 ... 100 mm
Minimální průměr trubek 20 x 3 mm
Frekvence 5 MHz
Průměr 10 mm
Popis normálního měření a testování E-E

Přístroj PCE-TG 300-P5EE
Měřicí rozsah P-E: režim pulzního echa 0,65 ... 600 mm (ocel), E-E: režim Echo-Echo 2,50 ... 60 mm
Přesnost ±0,04 mm H[mm] (<10 mm); ±0,4 % H[mm] (>10 mm), H se vztahuje k tloušťce materiálu obrobku
Rozlišení 0,1 mm / 0,01 mm / 0,001 mm (nastavitelné)
Měřitelné materiály Kovy, plasty, keramika, epoxidová pryskyřice, sklo a všechny homogenní materiály
Pracovní režimy Režim pulzního echa (detekce defektů a výduchů), režim echo-echo (vymizení tloušťky vrstev, např. barev)
Kalibrace Kalibrace zvuku. např. barvy)
Kalibrace Kalibrace rychlosti zvuku, kalibrace nulového bodu, dvoubodová kalibrace
Režim zobrazení Normální režim, režim skenování, rozdílový režim
Jednotky mm / palce
Přenos datTisk přes Bluetooth / USB 2. 0
Paměť Neproměnná paměť se 100 skupinami dat po 100 datových záznamech
Doba provozu nepřetržitý provoz 100 h
Automatický pohotovostní režim (nastavitelný)
Automatický režim vypnutí (nastavitelný)
Napájení 4 x baterie AA 1,5 V
Displej Barevný displej TFT LCD 320 x 240 pixelů s nastavením jasu
Provozní podmínky 0 ... +50 °C, ?80 % r.h. bez kondenzace
Skladovací podmínky -20 ... +70 °C, ?80 % r.v. bez kondenzace
Rozměry 185 x 97 x 40 mm
Hmotnost 375 g, 1 x ultrazvukový echolokační tloušťkoměr PCE-TG 300-P5EE
1 x senzor PCE-TG-P5EE
1 x 100 ml spojovacího gelu
1 x přepravní kufřík
4 x baterie AA
1 x návod k obsluze