Ультразвуковые преобразователи для неразрушающего контроля

Разработка и производство

ООО «3Т»   тел.: +7(495)972-33-03, +7(916)115-63-98, +7(901)546-33-03
email: info@3tsensor.com

Работа толщиномера А1208 с преобразователями SENDAST

РАБОТА УЛЬТРАЗВУКОВОГО ТОЛЩИНОМЕРА А1208 С ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ SENDAST

Цель работы: демонстрация совместимости прямых пьезоэлектрических преобразователей SENDAST с ультразвуковым толщиномером А1208 от компании ООО «АКС».

Скачать эту статью в PDF

Сокращения:

ПЭП – пьезоэлектрический преобразователь

УТ– ультразвуковой толщиномер

НО– настроечный образец

ПК– персональный компьютер

Оборудование:

1. Ультразвуковой толщиномер А1208

2. ПЭП П111-5,0-6 SENDAST

3. ПЭП П111-2,5-10 SENDAST

4. НО для настройки толщиномеров и дефектоскопов

5. Комплект образцов толщиной 0,6 – 50,0 мм.

План работы:

1. Провести подготовку и настройку УТ согласно руководству по эксплуатации.

2. В режиме ПАМЯТЬ провести по 20 измерений для каждой толщины НО.

3. Сохранить полученные результаты измерений толщин на ПК, сгруппировать данные в таблицу.

4. Провести расчёты погрешности измерения и сравнить с номинальной погрешностью УТ, сделать выводы.

5. Продемонстрировать измерения толщины на комплекте образцов в диапазоне 0,6-50,0 мм.

ХОД РАБОТЫ

В данной работе было использовано два ПЭП SENDAST с рабочей частотой 5 МГц и 2,5 МГц. Алгоритм действий для каждого ПЭП абсолютно одинаковый, поэтому далее в описании и пояснении хода работы не будем указывать, каким именно ПЭП проводились те или иные действия.

 Используемое оборудование
рис. 1
Используемое оборудование

1. Согласно руководству по эксплуатации УТ А1208 проведём подготовку прибора к использованию. Для этого, так как используются совмещённые преобразователи, подключим одинарный кабель LEMO 00 к немаркированному разъёму. Включаем прибор. Далее проводим настройку и адаптацию прибора к параметрам используемого ПЭП. В режиме НАСТРОЙКА на строке «ПЭП» нажимаем клавишу F1 (Тест). Следуя инструкциям на экране УТ, проводим адаптацию прибора (Рис. 2-3). Прибор готов к работе.

Настройка и адаптация прибора к параметрам ПЭП П111-5,0-6 SENDAST
рис. 2
Настройка и адаптация прибора к параметрам ПЭП П111-5,0-6 SENDAST
Настройка и адаптация прибора к параметрам ПЭП П111-2,5-10 SENDAST
рис. 3
Настройка и адаптация прибора к параметрам ПЭП П111-2,5-10 SENDAST

2. В УТ А1208 имеется функция сохранения результатов – режим ПАМЯТЬ. В данном режиме, создавая отдельную группу для каждой измеряемой толщины и типа ПЭП, проведём измерения. Измерения будем проводить на НО с известными действительными толщинами и скоростью распространения ультразвуковой продольной волны (Рис. 4), по 20 измерений для каждой толщины.

Рис. 4 Параметры настроечного образца
рис. 4
Параметры настроечного образца
Таблица 1 – Соответствие созданных групп измеряемой толщине и ПЭП
Номер группыИзмеряемая толщина, ммТип ПЭП
24П111-5,0-6,0 SENDAST
36П111-5,0-6,0 SENDAST
48П111-5,0-6,0 SENDAST
510П111-5,0-6,0 SENDAST
612П111-5,0-6,0 SENDAST
714П111-5,0-6,0 SENDAST
816П111-5,0-6,0 SENDAST
94П111-2,5-10,0 SENDAST
106П111-2,5-10,0 SENDAST
118П111-2,5-10,0 SENDAST
1210П111-2,5-10,0 SENDAST
1312П111-2,5-10,0 SENDAST
1414П111-2,5-10,0 SENDAST
1516П111-2,5-10,0 SENDAST
Измерение толщины НО ПЭП П111-5,0-6 SENDAST
рис. 5
Измерение толщины НО ПЭП П111-5,0-6 SENDAST
Рис. 6 Измерение толщины НО ПЭП П111-2,5-10 SENDAST
рис. 6
Измерение толщины НО ПЭП П111-2,5-10 SENDAST

3. В УТ А1208 реализована функция переноса данных на ПК. Воспользовавшись этой функцией, сохраним файл с именем results.csv на ПК. Отображение данных в файле results.csv представлены на рисунке 7. Для удобства дальнейшей обработки полученных результатов измерений, сгруппируем их в таблицу 2.

Рис. 7 Отображение данных в файле results.csv
рис. 7
Отображение данных в файле results.csv
Таблица 2 – Результаты измерений ПЭП П111-5,0-6 SENDAST
Номер измеренияДействительные значения толщины, мм
3,975,988,019,9811,9813,9716,03
Измеренные значения толщины, мм
13,986,008,0010,0312,0314,0116,09
23,986,018,0110,0312,0314,0216,09
33,986,018,0110,0312,0414,0316,10
43,986,028,0110,0512,0314,0616,10
53,985,998,0410,0212,0714,0516,10
63,976,028,0110,0312,0514,0216,11
73,995,998,019,9812,0314,0216,09
84,016,028,0110,0312,0214,0516,09
93,986,018,0410,0212,0414,0216,10
103,985,998,0110,0312,0514,0216,09
113,996,028,0110,0312,0414,0216,07
123,996,028,0110,0312,0514,0316,09
133,986,028,0110,0112,0714,0116,10
143,996,008,019,9812,0914,0116,09
153,996,018,0010,0312,0314,0416,09
163,996,008,019,9912,0914,0416,08
173,996,028,0210,0312,0514,0016,09
183,986,038,0110,0112,0514,0216,09
193,986,018,029,9812,0814,0216,08
203,976,018,0110,0312,0314,0216,09
Таблица 3 - Результаты измерений ПЭП П111-2,5-10 SENDAST
Номер измеренияДействительные значения толщины, мм
3,975,988,019,9811,9813,9716,03
Измеренные значения толщины, мм
13,935,937,999,9611,9613,9316
23,935,978,009,9411,9513,9316,04
33,925,967,989,9711,9813,9816,00
43,955,967,999,9311,9613,9516,00
53,925,957,989,9611,9913,9316,00
63,945,977,989,9611,9513,9716,01
73,955,977,999,9512,0013,9116,01
83,955,967,989,9611,9713,9816,00
93,945,957,989,9611,9514,0216,00
103,935,947,969,9512,0213,9216,01
113,935,957,9510,0011,9713,9915,99
123,965,968,019,9411,9713,9816,03
133,945,997,999,9711,9513,9316,01
143,945,957,9810,0611,9813,9616,00
153,935,948,019,9811,9713,9216,00
163,975,967,969,9512,0213,9816,02
174,005,957,989,9311,9913,9116,01
183,935,967,9810,0511,9513,9816,01
193,925,968,019,9411,9713,9516,00
203,935,957,979,9411,9814,0016,06

4. На основании полученных результатов определим погрешности при измерении толщины. Для этого вычислим:

4.1. Систематическую составляющую погрешности измерений по формуле:

где xД– действительное значение измеряемой толщины;

xi– результат i-го измерения толщины УТ;

n – число измерений.

4.2. Среднее квадратическое отклонение случайной составляющей погрешности по формуле:

4.3. Интервал, в котором с установленной доверительной вероятностью P=0,95 находится суммарная погрешность измерений, определяется неравенством:

где Ɛ - коэффициент Стьюдента, для доверительной вероятности P=0,95 и числа измерений n=20 равен 2,09.

Результаты вычислений занесём в таблицу 4 и сравним с допустимой погрешностью УТ А1208, которая вычисляется по формуле: ±(0,01·H+0,05) , где H – измеряемая толщина.

Таблица 4 – Результаты вычислений погрешности
Действительная измеряемая толщина, ммСистематическая составляющая погрешностиСреднее квадратическое отклонение случайной составляющей погрешностиИнтервал, в котором находится суммарная погрешность измеренийДопустимая погрешность прибора
ПЭП П111-5,0-6 SENDAST
3,97-0,0140,008602325

-0,03

0

±0,09
5,98-0,030,011401754

-0,05

-0,01

±0,11
8,01-0,0030,010049876

-0,02

0,02

±0,13
9,98-0,03850,019817921

-0,08

0

±0,15
11,98-0,0690,021424285

-0,11

-0,02

±0,17
13,97-0,05550,014991664

-0,09

-0,02

±0,19
16,03-0,06150,008529361

-0,08

-0,04

±0,21
ПЭП П111-2,5-10 SENDAST
3,970,02950,018834808

-0,01

0,07

±0,09
5,980,02350,012757351

0

0,05

±0,11
8,010,02650,015898113

-0,01

0,06

±0,13
9,980,0150,034278273

-0,06

0,09

±0,15
11,980,0060,021071308

-0,04

0,05

±0,17
13,970,0140,031527766

-0,05

0,08

±0,19
16,030,020,016124515

-0,01

0,05

±0,21

ВЫВОД

Из полученных результатов определения погрешностей измерений можно сделать выводы, что при работе УТ А1208 совместно с ПЭП SENDAST погрешность измерений не превышает установленную для данного прибора.

5. В заключении данной работы, проведём измерения толщины на образцах от 0,6 мм до 50 мм. Диапазон толщин, мм: 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0; 1,2; 1,5; 1,8; 2,0; 2,5; 3,0; 5,0; 8,0; 10,0; 15,0; 20,0; 30,0; 50,0.

Измерения ПЭП П111-5,0-6 SENDAST
рис. 8
Измерения ПЭП П111-5,0-6 SENDAST
Измерения ПЭП П111-2,5-10 SENDAST
рис. 9
Измерения ПЭП П111-2,5-10 SENDAST