ضخامت سنج التراسونیک چیست و چطور کار میکند ؟

ضخامت سنج آلتراسونیک یکی از پیشرفته ترین ابزارهای اندازه گیری در صنایع مختلف است که بدون نیاز به تخریب یا برش قطعه، ضخامت مواد را به دقت بالا اندازه گیری می کند. در این مقاله، به طور کامل بررسی می کنیم که ضخامت سنج آلتراسونیک چیست، چطور کار می کند، و در چه صنایعی کاربرد دارد. همچنین به مزایا، معایب و نکات مهم در استفاده از این دستگاه نیز اشاره خواهیم کرد.

ضخامت سنج آلتراسونیک چیست؟

ضخامت سنج آلتراسونیک (Ultrasonic Thickness Gauge) دستگاهی است که از امواج فراصوت برای اندازه گیری ضخامت مواد استفاده می کند. این ابزار بیشتر برای سنجش ضخامت فلزات، پلاستیک، شیشه، سرامیک و دیگر مواد جامد کاربرد دارد.

یکی از مهم ترین ویژگی های ضخامت سنج آلتراسونیک این است که نیازی به دسترسی به هر دو طرف قطعه ندارد؛ بنابراین برای بازرسی های غیرمخرب (NDT) بسیار مفید است.

ضخامت سنج آلتراسونیک چگونه کار می کند؟

فرآیند عملکرد ضخامت سنج آلتراسونیک به این صورت است:

1. ارسال امواج فراصوت: دستگاه با استفاده از یک پروب آلتراسونیک، یک پالس صوتی با فرکانس بالا (معمولاً بین 1 تا 10 مگاهرتز) را به داخل ماده ارسال می کند.
2. بازتاب موج از سطح زیرین: این پالس صوتی پس از برخورد با سطح انتهایی ماده (مثلاً طرف دیگر یک لوله فلزی)، بازتاب می شود و به پروب بازمی گردد.
3. محاسبه زمان رفت و برگشت: دستگاه زمان رفت و برگشت موج را محاسبه کرده و با استفاده از سرعت صوت در آن ماده، ضخامت را محاسبه می کند.

فرمول کلی اندازه گیری ضخامت:

CopyEdit

ضخامت = (سرعت صوت × زمان رفت و برگشت) ÷ 2

اجزای اصلی ضخامت سنج آلتراسونیک

1. پروب (Transducer): قطعه ای که امواج فراصوت را ارسال و دریافت می کند.
2. واحد پردازش: تحلیلگر امواج دریافتی و محاسبه ضخامت.
3. نمایشگر: برای نمایش عدد ضخامت به صورت دیجیتال.
4. ژل کوپلینگ: برای انتقال بهتر امواج صوتی بین پروب و سطح ماده.

ضخامت سنج آلتراسونیک

خرید ضخامت سنج

کاربردهای ضخامت سنج آلتراسونیک

ضخامت سنج آلتراسونیک در صنایع مختلفی کاربرد دارد، از جمله:

• صنعت نفت و گاز: بازرسی لوله ها و مخازن تحت فشار.
• صنایع کشتی سازی: اندازه گیری خوردگی در بدنه کشتی ها.
• خودروسازی و هوافضا: بررسی یکنواختی ضخامت قطعات.
• ساختمان و سازه های فلزی: کنترل کیفیت جوش ها و قطعات فلزی.

مزایای استفاده از ضخامت سنج آلتراسونیک

• غیرمخرب بودن: نیازی به تخریب قطعه یا برش آن نیست.
• دقت بالا: می تواند ضخامت هایی در حد میکرون را اندازه گیری کند.
• سرعت بالا: نتایج آنی و سریع ارائه می شود.
• قابل حمل بودن: بسیاری از مدل ها سبک و قابل استفاده در محل هستند.
• قابلیت استفاده در سطوح غیرقابل دسترس: تنها به یک سمت دسترسی نیاز دارد.

معایب و محدودیت ها

• نیاز به آمادگی سطحی مناسب (سطح باید تمیز و صاف باشد).
• نیاز به کالیبراسیون دقیق برای هر نوع ماده.
• محدودیت در اندازه گیری مواد دارای ساختار چندلایه یا سطوح ناهمگون.
• حساسیت به دما و تغییرات محیطی.

نکات مهم در استفاده از ضخامت سنج آلتراسونیک

برای اینکه اندازه گیری ضخامت با ضخامت سنج آلتراسونیک دقیق، قابل اعتماد و بدون خطا باشد، رعایت چند نکته مهم الزامی است:

1. از ژل کوپلینگ مناسب استفاده کنید:
   ژل یا روغن کوپلینگ، یک واسطه ضروری برای انتقال مؤثر امواج فراصوت بین پروب و سطح جسم است. بدون این ژل، ممکن است امواج بازتابی به درستی به پروب بازنگردند و اندازه گیری با خطا همراه شود. در شرایط صنعتی خاص، استفاده از ژل های مقاوم به دما یا خاصیت چسبندگی بالا توصیه می شود.
2. کالیبراسیون منظم دستگاه الزامی است:
   هر دستگاه ضخامت سنج آلتراسونیک باید قبل از استفاده روی نمونه ای با ضخامت معلوم کالیبره شود. اگر چند نوع ماده مختلف را اندازه گیری می کنید، لازم است برای هر ماده مجدداً کالیبراسیون انجام گیرد تا دقت حفظ شود.
3. شناخت سرعت صوت در مواد مختلف:
   سرعت عبور صوت در آلومینیوم با فولاد متفاوت است. ضخامت سنج های پیشرفته دارای بانک اطلاعاتی داخلی هستند، اما در صورت تنظیم نادرست این مقدار، نتیجه اندازه گیری ممکن است کاملاً اشتباه باشد. استفاده از جداول مرجع یا دیتاشیت مواد توصیه می شود.
4. اپراتور آموزش دیده تعیین کننده دقت نهایی است:
   کار با ضخامت سنج آلتراسونیک نیازمند دانش عملی و دقت بالا است. زاویه قرارگیری پروب، فشار وارده، وضعیت سطح، و حتی تفسیر صحیح سیگنال ها، همگی به مهارت اپراتور بستگی دارند. در پروژه های حساس، بهتر است اپراتورها دارای گواهی NDT سطح ۱ یا ۲ باشند.
5. آماده سازی سطح قبل از اندازه گیری را جدی بگیرید:
   سطح قطعه باید عاری از زنگ زدگی، رنگ ضخیم یا آلودگی باشد. در مواردی، سمباده زنی یا استفاده از حلال برای پاک سازی سطح ضروری است. عدم آماده سازی مناسب سطح، باعث تضعیف سیگنال و افزایش احتمال خطای اندازه گیری می شود.
6. دمای محیط و قطعه را در نظر داشته باشید:
   امواج فراصوت نسبت به تغییرات دما حساس هستند. در دماهای بالا یا پایین، سرعت صوت در ماده تغییر می کند. برخی مدل های ضخامت سنج دارای سنسور جبران دما هستند که این اثر را کاهش می دهند.

راهنمای انتخاب ضخامت سنج آلتراسونیک

در انتخاب مدل مناسب این موارد را در نظر بگیرید:

چگونه یک ضخامت سنج آلتراسونیک مناسب انتخاب کنیم؟

در انتخاب ضخامت سنج آلتراسونیک باید به موارد زیر توجه داشت:

• نوع ماده ای که می خواهید اندازه گیری کنید
• رنج اندازه گیری مورد نیاز
• دقت دستگاه
• قابلیت های اضافه مثل حافظه داخلی یا اتصال USB
• مقاومت در برابر آب، گرد و غبار یا شرایط صنعتی خاص

جمع بندی

ضخامت سنج آلتراسونیک یک ابزار دقیق و غیرمخرب برای اندازه گیری ضخامت مواد مختلف است که در صنایع حساس و حیاتی کاربردهای گسترده ای دارد. با استفاده صحیح از این ابزار، می توان از خوردگی، فرسایش یا نقص های ساختاری در تجهیزات جلوگیری کرد.

اگر شما هم به دنبال ابزاری برای کنترل کیفیت، بازرسی فنی، یا بررسی خوردگی فلزات هستید، ضخامت سنج آلتراسونیک گزینه ای حرفه ای، سریع و کارآمد است.