Verwendung des Ultraschall-Dickenmessgeräts und des Ultraschallsensorprinzips

- Jun 05, 2019-


Schichtdickenmessgeräte mit Ultraschallmesstechnik werden immer beliebter. Sie unterstützen oder ersetzen zerstörerische Methoden zur Messung der Dicke von Holz und Holzbeschichtungen.

Die Beschichtung hat mehrere Funktionen. Einige werden verwendet, um Holzstrukturen wiederherzustellen, zu schützen, wasserdicht zu machen und zu verschönern. Andere sind speziell zum Versiegeln und Füllen von Poren und für eine ästhetisch ansprechende Oberflächentextur konzipiert. Die durchlässige Oberfläche zieht in das Holz ein und härtet aus, um eine starke Schutzbarriere zu bilden, die sich nicht ablöst.

ultrasonic thickness gauge 1

Warum die Dicke messen?


Die Beschichtung ist so konzipiert, dass sie bei Verwendung innerhalb des vom Hersteller angegebenen Dickenbereichs die gewünschte Funktion erfüllt. Beispielsweise sollte Konversionslack nicht mehr als 5 ml dicker als andere Beschichtungen getrocknet werden, um Risse oder andere Fehler zu vermeiden. Nitrocelluloselack sollte normalerweise unter 3 mil gehalten werden. Gleichbleibende MIL-Dicke ist die wichtigste Anwendung von Primer- und Rissbeschichtungen, um das gewünschte Rissfinish zu erzielen.


Bei mitteldichten Faserplatten (MDF) beträgt die Dicke der Pulverbeschichtung typischerweise 3 bis 9 Milliliter. Im Allgemeinen ist das Finish umso haltbarer, je dicker die Dicke ist. Werksspezifikationen erfordern normalerweise eine Toleranz von 1 mil. Dieses Qualitätsniveau kann nicht allein durch Betrachtung bestimmt werden.


Die genaue Messung der Oberfläche bietet noch weitere Vorteile. Wenn das Unternehmen die Qualität der eingehenden Materialien nicht inspizierte und verifizierte, wurden die Produkte überarbeitet. Stellen Sie sicher, dass die Beschichtung den Empfehlungen des Herstellers entspricht, indem Sie die Spritztechnik überprüfen. Darüber hinaus verringert das Aufbringen einer zu großen Filmdicke die Gesamteffizienz erheblich. Schließlich können durch regelmäßige Inspektionen interne Nacharbeiten und die Rücknahme der Kundenzahl aufgrund von Verarbeitungsfehlern reduziert werden.


Wie teste ich?


Das Testen der Schichtdicke ist für Qualitätskontrollen und Inspektionszwecke an der Tagesordnung. Wenn das Grundmetall Kohlenstoffstahl ist, wird ein magnetisches Verfahren angewendet. Die Wirbelvorrichtung wird für andere Metalle wie Kupfer und Aluminium verwendet.


ultrasonic thickness gauge principle


Da diese Instrumente die Dicke der Holzoberfläche nicht messen können, wurden alternative Techniken verwendet:


1. Optisches Schneiden (Beschichten, Sehen und Schneiden)
2. Höhenmessung (mit einem Mikrometer vor und nach der Messung)
3. Gravimetrisch (Messung der Qualität und Flächenberechnung der Schichtdicke)
4. Die Nassfilmdicke errechnet sich aus der Trockenlackdicke des Trockenlacks und dem Volumenprozentsatz der eingesetzten Feststoffe.

5. Ersetzen Sie (legen Sie ein Stahlblech in Holz und malen Sie gleichzeitig).


Diese Tests sind zeitaufwendig, schwierig durchzuführen und unterliegen der Interpretation durch den Bediener und anderen Messfehlern. Es ist für die Düse unpraktisch, eine zerstörerische Methode zu finden. Um eine statistisch repräsentative Probe von vielen Holzprodukten zu erhalten, muss möglicherweise ein Teil des Prozesses der zerstörenden Prüfung gestrichen werden.


Mit dem Aufkommen von Ultraschallinstrumenten haben viele Tester auf zerstörungsfreie Prüfungen umgestellt.

Ultraschall Durchbruch


Hochqualifizierte Fachleute sind bereits mit allen Aspekten der Ultraschallprüfung vertraut, bei der hochfrequente Schallenergie zur Inspektion und Messung verwendet wird. Ultraschallprüfungen können Fehler in Metallen erkennen und bewerten, Abmessungen messen, Materialeigenschaften bestimmen und vieles mehr.

Die Wanddickenmessung ist vielleicht die einfachste und einfachste Methode bei der Ultraschallprüfung. Präzise Ultraschall-Wanddickenmessgeräte ermöglichen eine schnelle Dickenmessung, ohne dass beide Seiten darauf zugreifen müssen. Diese Messgeräte sind jedoch nicht ideal für Beschichtungsmessungen. Sie maßen nicht die Empfindlichkeit der Dicke der Grundierung, des Lacks und des UV-Decklacks des Acrylfüllstoffwerks. Pulverbeschichtungen und andere Materialien wurden in Holz verwendet.


ultrasonic sensor thickness gauge principle


Der Handheld misst die Schichtdicke und verwendet einen Einkomponentensensor und eine fortschrittliche digitale Technologie, um die digitale Echofilterung zu verbessern. Die heutigen tragbaren Ultraschall-Schichtdickenmessgeräte sind einfach, wirtschaftlich und zuverlässig.


Ultraschallmesstechnik


Die Ultraschallprüfung wird durch die Anwendung von Ultraschallschwingungen in der Beschichtung unterstützt, wobei Ultraschallsonden (Sensoren) und Kopplungsmittel auf die Oberfläche aufgebracht werden.


Vibrieren Sie durch die Beschichtung, bis ein Material mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften typischerweise das Substrat ist, aber möglicherweise eine andere Beschichtung. Vibrationen, die teilweise in dieser Schnittstelle reflektiert werden, kehren zum Sensor zurück. Gleichzeitig wandert der Teil der übertragenen Schwingung weiter über die Grenzfläche hinaus und erfährt ein Umdenken, das an jeder materiellen Grenzfläche auftritt.


Da eine große Anzahl möglicher Echos auftreten kann, wird das Messgerätdesign so gewählt, dass es das maximale oder höchste Echo aufweist, und die Dickenmessung wird berechnet. Das Instrument misst auch laute Echos in der persönlichen Schicht für Mehrschichtanwendungen. Der Benutzer muss nur die Anzahl der zu messenden Schichten eingeben, beispielsweise drei, und die drei lauten Echos messen. Die Messgeräte ignorieren die Weichheit bei Beschichtungsfehlern und der Basisschicht.


Meßgenauigkeit


Die Genauigkeit einer Ultraschallmessung entspricht direkt der Vervollständigung der gemessenen Schallgeschwindigkeit. Da Ultraschallinstrumente die Laufzeit von Ultraschallimpulsen messen, müssen sie die "Schallgeschwindigkeit" in einem bestimmten Material kalibrieren.


Aus praktischer Sicht variieren die Schallgeschwindigkeitswerte nicht stark und werden in Beschichtungsstoffen der Holzindustrie eingesetzt. Daher müssen Ultraschall-Schichtdickenmessgeräte normalerweise nicht auf die werkseitigen Kalibrierungseinstellungen eingestellt werden.


Wo sich die Beschichtung und der Untergrund befinden


Ein Faktor, der die Messgenauigkeit und die Wiederholbarkeit der Messung beeinflusst, ist die Grenzfläche dieser Ultraschallbeschichtungen zu Holzsubstraten. Die Fähigkeit, zerstörerische Tests im Feld durchzuführen, ist größer als die der meisten höheren Auflösungen und zeigt deutlich die Grenze zwischen Fertigstellung und Holz. Die Deckschicht sieht glatt aus, die Dicke kann jedoch inkonsistent sein. Holzoberflächen sind oft körnig und weisen unterschiedliche Rauheiten und Grundierungen auf. Eine solche Porosität und Rauheit kann die Haftung fördern und die Schwierigkeit erhöhen, auf irgendeine Weise wiederholbare Dickenmessungen zu erhalten.


Die durchschnittliche kleine Unregelmäßigkeit des Designs des Ultraschallinstruments führt zu aussagekräftigen Ergebnissen. Insbesondere das persönliche Ablesen auf rauen Oberflächen oder Substraten scheint nicht wiederholbar zu sein, und eine Reihe von relativ durchschnittlichen Ergebnissen ist häufig reproduzierbar.


Einige Instrumente messen die verschiedenen Schichten in einem Mehrschichtsystem. In diesem Beispiel ist die Schicht 1 1,5 mil dick. Die 2 Schichten sind 1,5 mil dick und haben eine Gesamtdicke von 3 mil. Die grafische LCD-Anzeige mit zwei "Peaks" repräsentiert die beiden Materialschnittstellen.


Stellen Sie den richtigen Klang sicher


Ultraschallprüfungen haben für die Holzindustrie einzigartige Vorteile. Hersteller von Möbeln, Fußböden und Musikinstrumenten verwenden häufig mehrere Farbschichten oder ähnliche Materialien. Einige Prozesse erfordern die Fähigkeit, die Dicke jeder Schicht oder Reihe von Schichten zu bestimmen. Wenn eine Gitarre in der falschen Dicke aufgetragen wird, kann die Beschichtung, die Verschönerung und der Schutz einer hochwertigen Gitarre leicht den Klang beeinträchtigen. Zu viel Farbe kann die Resonanz der Gitarre zu wenig schwächen und den gegenteiligen Effekt haben.


Hersteller von Musikinstrumenten verwenden jetzt Ultraschallinstrumente, um ihre wertvollen Produkte, Farben, genau und zerstörungsfrei zu messen. Durch den Einsatz dieser neuen Technologie reduzieren sie nicht nur den Lackverbrauch, sondern können sinnvolle Maßnahmen ergreifen, ohne ihren Produktionsprozess zu beeinträchtigen. Es besteht keine Notwendigkeit für verschrottete Produkte, um die Beschichtungsdicke zu messen, und die Dicke der gesamten Oberfläche kann leicht gemessen werden, um eine glatte, gleichmäßige Beschichtung sicherzustellen. Nacharbeit minimiert den Beschichtungsprozess durch mehr Steuerungsmöglichkeiten.


Abbildung 6 zeigt einige Instrumente zur statistischen Analyse. In diesem Beispiel werden 10 gemessen. 18,2 ml des zuletzt gemessenen und angezeigten Durchschnitts, der Standardabweichung und des Maximums / Minimums aller 10 Messwerte.


Fazit


Die Ultraschall-Schichtdickenmessung gilt derzeit als zuverlässiges Prüfverfahren für die Holzindustrie. „Standardprüfverfahren für zerstörungsfreie Messungen verwenden Ultraschall zur Bestimmung der Trockenschichtdicke von organischen Beschichtungen“. Um die Kalibrierung des Messgeräts zu überprüfen, können die Epoxid-Schichtdickenstandards auf die Zertifizierung der National Standards Organization zurückgeführt werden.


Schnelle, zerstörungsfreie Dickenmessungen können an Materialien vorgenommen werden, für die zuvor zerstörende Prüfungen oder Laboranalysen erforderlich waren. Diese neue Technologie verbessert die Konsistenz und den Durchsatz von Endbearbeitungsräumen. Mögliche Kostensenkungen, einschließlich:


Reduzieren Sie die Dicke der Beschichtung, die von der Beschichtung durch die Kontrollbeschichtung aufgetragen wird
Reduzieren Sie Nacharbeiten und Reparaturen durch direktes Feedback an die Bediener und verbesserte Prozesskontrolle
Objekte, die nicht beschädigt oder repariert werden müssen, um Schichtdickenmessungen zu zerstören


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