超音波厚さ測定の原理

Feb 15, 2025

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超音波波形について

 

We are surrounded by invisible sound waves. In media such as water or air, they manifest as mechanical vibrations. *"Ultrasonic wavefrom"are sounds with frequencies exceeding the human hearing limit (generally accepted as >20 kHz)。超音波検査では、周波数は通常500 kHz〜20 MHzの範囲です。

 

超音波の厚さゲージはどのように機能しますか?


超音波プローブは、超音波パルスエコーを生成します。エコーがテスト材料を通過してプローブに戻るのにかかる時間が正確に測定されます。音波は、異なる材料間の境界から反映されます。トランスデューサーはパルスを生成するだけでなく、エコーを検出します。放出されたパルスと背面エコーの間の時間間隔は、次の式に従って計算されます。

 

距離=サウンド速度(m/s)x時間

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パルスは、ドラムを打つことに似た音のエネルギーのバーストです。エコーは、この音の反映です。波は、カップリングゲルを使用してテスト材料に結合され、後壁または別の境界に遭遇するまで伝播し、次に音響エネルギーを電気エネルギーに変換するトランスデューサーに反映します。ゲージは、戻ってくるエコーを監視し、時間間隔はしばしば100万分の1で測定されます。材料の音速を事前に設定することにより、厚さを計算できます。

重要な要因


1.材料の音速が重要です。より硬い素材は、柔らかいものよりも速く音を送信します。金属音の速度は通常、非金属材料よりもはるかに高くなっています。
2。キャリブレーションが必要です。ゲージは、既知の厚さの参照標準を使用して、材料の特定の音速に校正する必要があります。

3.材料の音速は温度とともに変化し、測定の精度に影響するため、参照標準と試験片は同じ温度でなければなりません。

 

超音波厚さ測定の利点

 

非破壊検査(NDT):

テスト材料に損傷を与えたり変更したりしないため、航空宇宙、エネルギー、インフラストラクチャなどの産業の重要なコンポーネントを検査するのに最適です。

高精度と精度:

適切に較正されたときに、ミクロンレベルの解像度(例:±0。01mm)を達成し、品質管理と安全性評価のための信頼できる測定を確保します。

物質的な汎用性:

材料の導電性や磁気に関係なく、金属(鋼、アルミニウム)、プラスチック、複合材料、セラミック、ガラスで動作します。

片面アクセス:

テストオブジェクトの片側のみへのアクセスが必要であり、閉じ込められたスペースまたは設置された機器(たとえば、パイプライン、圧力容器)での検査を可能にします。

リアルタイムの結果:

即時の厚さの測定値を提供し、生産またはメンテナンスワークフローにおける迅速な意思決定を促進します。

挑戦的な環境への適応性:

極端な温度、腐食性雰囲気、または水中(特殊なプローブ付き)で動作することができます。

高い安全性:

超音波検査では、検査官に放射線曝露がゼロです。