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超聲波測厚儀測鋼鐵波速多少

發布時間:2023-10-29 18:11:33

『壹』 TT100超聲波測厚儀測量碳鋼時,校正能校到4.0,但是測量不銹鋼時將聲速設為5740m/s,校正就是3.8

測量碳鋼是4.0說明機器探頭是准確的,所以不是機器的毛病。
測量不銹鋼的時候你可回以先用千分尺卡下厚答度是否是4.如果是你可以利用反側發測出來這個試件的聲速,如果是5740,那麼說明這個試塊是好的;
如果速度不是5740,說明你選用的不銹鋼試塊本事有問題,有可能裡面的材質不均勻,建議換一個不銹鋼試塊再試下。

『貳』 超聲測厚儀,測量鑄鋼厚度應該用多少聲速

1 引言

由於受早期電子技術的局限,老式的超聲反射法測厚儀均為純硬體結構,在電氣性能和物理性能等方面都不盡人意。隨著電子技術的不斷進步。尤其是單片機技術的飛速發展,對超聲波測厚儀的智能化改造已成為必然。採用單片機設計製作的超聲波測厚儀,可以使測厚儀的厚度標定、聲速設定、聲速調整等操作實現智能化,全部測量過程由按鍵開關操作,實現PVC面膜式結構,同時還可以簡化電路、降低成本、減少功耗。本文將向讀者介紹超聲波反射法測厚儀的工作原理及其智能化的設計。

2 超聲反射法測厚儀的工作原理

用超聲波探頭向被測物體發出超聲脈沖,此超聲脈沖便在被測物體內傳播,傳播至被測物體的底面時發出反射,反射回來的超聲波又被超聲波探頭接收。這樣,從超聲波探頭發出超聲脈沖到超聲波探頭接收到反射脈沖所用的時間t可通過電路精確地檢測出來,在t時間內超聲波在被測物體內完成了一個往返。如果被測物體的厚度用d表示,超聲波的總行程就是2d。由於聲波在某一物體內傳播的速度c是常數,(例如:鋼的聲速是5950m/s,石英玻璃的聲速是5570m/s)所以被測物體的厚度可由下式算出:

測厚儀的實際工作過程由圖2-1加以說明。首先由電路產生的高電壓窄脈沖T輸送給超聲波探頭、超聲波探頭將高壓電脈沖轉變成同頻率的超聲波脈沖,通過耦合劑傳播至被測物體表面,其中一部分由被測物體表面反射回來,為上表面波S。其餘部分射入被測物體,再從被測物體的底面反射回來,為底面反射波B,反射波B又被超聲波探頭接收並轉換為電信號送入電路,經放大後同發射脈沖一起送入閘門電路產生閘門脈沖。當被測物體較厚時,超聲波束在物體內傳播的時間長,產生的閘門脈沖就寬。被測物體較薄時,超聲波束在被測物體內傳播的時間短,產生的閘門脈沖就窄。將閘門脈沖和時鍾脈沖送給與門電路,由於閘門脈沖的寬度不同,與門輸出的時鍾脈沖數就不同,由此反映被測物體厚度值,將與門輸出的脈沖數經標度變換後送給顯示電路,顯示被測物體的實際厚度。

圖2-1 測厚儀工作過程圖

超聲波探頭採用收發獨立式,其結構示意圖如圖2-2。

圖2-2 超聲波探頭結構示意圖

收發兩部分做在一個殼體內,中間由隔離層分開。收發兩部分的特性是相同的,使用中可互換。探頭的核心元件是壓電陶瓷晶片,它具有聲電轉換特性。做為發射使用時,把電路送入的電脈沖轉變成超聲波脈沖。做為接收使用時,又可將接收到的超聲波變成電信號送回電路。壓電陶瓷晶片兩側的電極分別與同軸電纜的內導體和外導體連接。

3 超聲反射法測厚儀的智能化設計

超聲反射法測厚儀智能化設計簡化的硬體圖見圖3-1。由於受篇幅的限制,虛線以下的非智能單元僅以方框圖作以介紹。虛線以上為智能單元將以原理圖的形式詳細討論。

圖3-1 測厚儀硬體圖

非智能化單元由6部分構成,首先由發射脈沖振盪器產生頻率2kHz的方波,送給發射脈沖整形放大電路,使其變成脈沖寬度3μs,幅度為100V的窄脈沖去驅動超聲波探頭,超聲波探頭將電脈沖轉變成超聲波束射入被測物體,在被測物體底面發生反射,反射波又被超聲波探頭接收並轉變成電脈沖,但此時脈沖幅度在傳播和轉換過程中已被衰減為幾毫伏。然後,將接收到的反射脈沖送給反射脈沖放大器放大至邏輯電平,同發射脈沖一起送給閘門發生電路產生閘門脈沖。閘門脈沖的前沿和後沿分別由發射脈沖和反射脈沖確定,即閘門寬度為超聲波在被測物體內入射和反射所用的時間。最後將閘門脈沖和12.8MHz的時鍾脈沖送給與門電路。閘門脈沖到來時,時鍾脈沖通過與門輸出。閘門脈沖沒來到時與門無時鍾脈沖輸出。與門通過的時鍾脈沖數可反映被測物體的厚度,並將其送入智能化單元進行相關處理。
單片機89C51及周圍元件構成智能單元,89C51是一種低功耗,內含4K位元組快擦寫EPROM的8位單片機,其指令系統與80C51完全兼容。各功能設計如下。
(1)厚度信號的採集和輸出顯示
二輸入端與門74HC00在閘門脈沖的控制下輸出時鍾脈沖(閘門脈沖),再經CD4520進行256分頻後加到單片機的定時/計數口P3.4,由單片機進行採集。256分頻是完成脈沖數與厚度值間標度變換需要。儀器的測量採用測量信號中斷方式,沒有進入測量狀態時,無中斷信號發生。進入測量狀態時,超聲波探頭便收到反射脈沖,閘門發生器產生閘門脈沖,閘門脈沖送給中斷信號發生器產生中斷請求信號控制外中斷口P3.2,CPU響應中斷,執行測量程序,採集閘門脈沖,對其進行相關的數據處理,將處理後的厚度信號由單片機的P1.1口輸出給ICM7224的輸入端CI,經ICM7224計數、解碼後直接驅動4位液晶片(LCD),顯示厚度值。ICM7224是單片CMOS4位計數/解碼/LCD驅動器,本設計只使用4個整數位、前面的半位不用,使用時懸空。每位的7段筆劃引腳直接與液晶對應的筆段相連。圖中的BP引腳是背電極驅動端,用於驅動液晶的公共電極。單片機P1.4 、P1.5口輸出控制信號,控制ICM7224的鎖存和復位。
(2)鍵盤介面
圖3-1中K1~K4分別是聲速設定、厚度標定、聲速增、聲速減4個功能鍵,功能鍵採用中斷掃描方式。沒有鍵按下時,四輸入端與門CD4082的4個輸入端和單片機的P1.0、P1.2、P1.3、P1.6口在上拉電阻R1~R4的作用下呈高電平,CD4082的輸出端也是高電平,無中斷請求。按下某鍵時,CD4082的某一輸入端被接地,輸出端變成低電平,向CPU發出中斷請求,單片機響應中斷,執行中斷服務程序,掃描鍵盤,判斷P1.0、P1.2、P1.3、P1.6口電平,確定按下的是哪一個鍵,並轉去執行該鍵功能所賦予的處理程序。
(3)開機和關機控制
模擬開關CD4066和按鍵K5構成電源開關電路,按下K5時,單片機接通5V電源,開關控製程序使P3.0口輸出高電平控制CD4066的控制端,使其導通,接續K5給系統供電。單片機內設有定時電路,只要測厚儀停止測量,定時程序開始計時,到60s時,P3.0口變成低電平,CD4066開關斷開,實現延時自動關機。
(4)厚度標定
由於環境溫度和工作電壓等因素的影響,測量系統的某些參數時常發生漂移,因此測量時應對儀表進行厚度標定。標定操作是用儀器測量一片5mm厚的標准試塊,若儀器顯示不等於5mm,就應進行厚度標定。老式的測厚儀是通過調整電位器旋鈕實現的。本設計由厚度標定鍵完成,需要標定時,按下厚度標定鍵,單片機執行厚度標定程序,讓測量結果與標准厚度比較,根據結果進行加減處理,完成標定。
(5)聲速設定
超聲波測厚儀在測量不同材料的厚度時,由於超聲波在不同材料里傳播的速度不同,需設置材料的聲速,例如鋼的聲速5950m/s、鋅的聲速4170m/s。這種操作在老式儀表中是由機械式3位BCD碼盤開關和可預置計數器控制閘門次數完成的,對聲速高的材料,閘門打開的次數多,聲速低的材料,閘門打開的次數少。本設計則將鑄鋼、鋼、鋁、紫銅、黃銅、鋅、石英玻璃、聚乙烯、聚氯乙烯9種典型材料的聲速,以表格形式放入存貯單元,使用時由聲速設定鍵選出,然後由單片機的P1.7口採集發射脈沖對其進行減法計數,來控制閘門打開的次數,使聲速設定的操作十分簡便。
(6)聲速調整
上面提到的9種典型材料的聲速設定,由聲速設定鍵選定。測量非典型材料的厚度時,聲速的設置由聲速增、聲速減兩個功能鍵完成。按下聲速增或聲速減鍵,液晶屏顯示的聲速值呈增減變化,直至調到我們所需求的聲速為止,此時聲速調整程序將調好的數值存入聲速存貯單元待用。
(7)小數點控制和上電復位電路
4位液晶屏兼做聲速和厚度兩個量的顯示,聲速的單位是m/s,例如鋼的聲速是5950m/s,這時液晶屏不需要顯示小數點。顯示厚度的單位是mm,解析度是0.1mm,在測量10mm厚材料時液晶屏顯示010.0mm,有小數點顯示。單片機的P3.1口用於小數點控制,顯示聲速時呈高電平,顯示厚度時呈低電平,在異或非門CD4077的作用下,控制個位前小數點的有無。
圖3-1中C1、R5的作用是完成單片機的上電復位。

4 結束語

超聲反射法測厚儀經智能化改造後,收到滿意效果,經部分用戶試用,反應良好,可實現的主要技術指標如下:
(1)顯示方式:4位液晶顯示。
(2)厚度測量范圍:001.0~200.0mm
(3)測量精度:±0.1mm
(4)聲速調整范圍:100~9990m/s
(5)工作電壓:DC 5V
(6)工作電流:8mA
(7)自動關機延時:60s。

『叄』 超聲波測厚儀用不銹鋼波段測量碳鋼厚度會出現什麼情況

超聲波測厚儀測有銹鋼聲速應該是5740,碳鋼的聲速是5900,用碳鋼的聲速測不銹鋼會有0.2左右的誤差,網路一下oupu17

『肆』 超聲波測厚儀測N06625的聲速是多少

超聲波測厚儀的聲速是1000-9999m/s可調的,可以網路我的用戶名了解詳情

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