超聲波測厚儀的主要組成和測量原理
超聲波測厚儀被廣泛的應(yīng)用于汽車制造、汽車零部件，石油化工業(yè)、冶金、電力、機(jī)械制造，壓力容器，金屬管道行業(yè)，超聲波測厚儀適測量船體板材厚度、鍋爐壁厚、 管道壁厚、儲油罐容器壁厚、鑄件厚度、機(jī)加工零件的厚度和厚度變化情況等。目前，在國內(nèi)外的超聲波測厚儀大部分測厚儀顯示信息量有限，顯示方式單一，屏幕單調(diào)，且沒有數(shù)據(jù)通訊功能，讀取數(shù)據(jù)不方便。上海奕縱精密儀器的TUM-300T和YZC-300G超聲波測厚儀可以顯示更多信息內(nèi)容，可對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，同時(shí)能把測量數(shù)值傳到電腦中進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和進(jìn)一步的分析，可以達(dá)到 正負(fù)0.01 毫米測量精度無誤差或正負(fù)0.005mm的精度，實(shí)現(xiàn)對各種金屬管道和容器，塑料管道和塑料材質(zhì)測厚與監(jiān)測的功能。下面介紹一下超聲波測厚儀的主要結(jié)構(gòu)和組成。
首先介紹超聲波測厚儀的原理：
超聲測厚儀采用脈沖回波法來測量被測工件的厚 度，測厚儀探頭與被測工件的表面通過耦合劑相接觸，在單片機(jī)的控制下，測厚儀由發(fā)射電路產(chǎn)生一定頻率的脈 沖信號加在超聲波的探頭上，從而通過壓電效應(yīng)使探頭產(chǎn) 生超聲波脈沖。聲波經(jīng)過被測工件從另一個(gè)表面反射回 來，被接收探頭接收。若求超聲波在被測工件的厚度 S，因 為超聲波在被測工件中的傳播速度 v 已知，從發(fā)射超聲波到接收回波信號的時(shí)間間隔 TA-TB 可測，所以，可按照如下公式求出
被測工件的厚度值 S = v( TA-TB )/2。式中 S 為被測工件的厚度; v 為超聲波在工件中傳播的速 度; TA 為底波 A 的返回時(shí)間; TB 為界面波 B 的返回時(shí)間。
超聲波測厚儀結(jié)構(gòu)組成，包含: 發(fā)射電路、接收電路、單 片機(jī)控制電路、計(jì)數(shù)器電路、液晶顯示電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、通信部分、鍵盤裝置。圖所示為超聲波測厚儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
超聲波測厚儀測量時(shí)，將探頭通過耦合劑與被測工件 的表面相接觸，發(fā)射電路產(chǎn)生高電壓窄脈沖信號，在單片機(jī) 的控制下通過發(fā)射探頭向被測工件發(fā)射超聲波，超聲波在 到達(dá)被測工件的底面后發(fā)生反射，反射的回波信號被接收 探頭接收，返回電壓信號。接收到的電壓信號經(jīng)過多級放 大、中周選頻后通過核心的芯片產(chǎn)生脈沖，其中把發(fā)射脈沖的時(shí)間記為閾門脈沖的前沿，接收到的一次回波脈沖記為閾門脈沖的后沿，則閾門脈沖為超聲波在被檢測 物體內(nèi)入射和反射所使用的時(shí)間。將晶振脈沖 與閾門脈沖相與輸入計(jì)數(shù)器電路，計(jì)算在閾門脈沖時(shí)間間 隔內(nèi)晶振脈沖的個(gè)數(shù)從而得出測量工件厚度所用的時(shí)間，最后通過單片機(jī)計(jì)算得到被測工件的厚度，并把結(jié)果輸送 到顯示器進(jìn)行顯示，這樣就完成了一次測厚。以上是超聲波測厚儀的測量過程。