目 錄
1.儀器概況
UM-3精密超聲波測厚儀采用單晶延遲探頭,利用多次回波提高精度,使分辨率可達0.001mm,測量下限達0.3mm 。UM-3具有普通和精密兩種工作模式。普通模式采用界面波-回波法,測量范圍是 1.5mm~18mm ;精密模式采用回波-回波法,測量范圍是 0.3mm~10mm。
UM-3精密超聲波測厚儀的工作原理如下:
厚度 = (聲速 × 時間)/ n
注:n 為回波次數(shù) ,回波次數(shù)越多測量精度越高
1.1 模式切換
按MENU鍵,當反黑顯示普通或精密時,按鍵可進行普通和精密兩種模式的切換。
1.2 基本配置及各部分名稱
1.2.3 儀器各部分名稱(見下圖)
液晶屏顯示:
m/s —— 聲速單位 凸 —— 耦合標志 mm —— 厚度單位
HIGH — 0.001mm分辨率 MID — 0.01mm分辨率 LOW — 0.1mm分辨率
BATT —— 低電壓標志 測量時左下角數(shù)字是回波次數(shù)
鍵盤功能說明:
ON —— 開機鍵 VEL —— 聲速鍵
MENU —— 菜單鍵 MEM —— 存儲鍵
CAL —— 校準鍵 —— 背光鍵
—— 回車鍵 △、▽——上、下調(diào)節(jié)鍵
1.2.1 標準配置:
● 主機 —— 1臺 ● 單晶延遲探頭 —— 1個 ●探頭線 —— 1條
● 耦合劑 —— 1 瓶 ● 儀器密封箱—— 1個 ● 使用說明書—— 1本
● 電池 —— 2節(jié)
1.2.2 選購件:
●通信軟件及電纜 ●階梯試塊
2.超聲波測厚儀技術參數(shù)
★ 顯示方式:128×64大屏幕點陣液晶屏顯示
★ 普通模式測量范圍:1.5 mm~18 mm
★ 精密模式測量范圍:0.3 mm~10 mm
★ 顯示分辨率:毫米 :0.001,0.01,0.1
英寸 :0.0001,0.001,0.01
★ 測量刷新頻率:常規(guī)測量時4Hz,zui小值掃查時25Hz
★ 聲速調(diào)節(jié)范圍:1000~9999 m/s
★ 使用環(huán)境:0℃~40℃
★ 電源:二節(jié)5號堿性電池
★ 外形尺寸:149×73×32 mm
★ 重量:200g(含電池)
3.主要功能
★ 具有普通和精密兩種工作模式
★ 厚度值存儲:可存儲500個厚度值,關機后數(shù)據(jù)不丟失,并且劃分為五個文件,便于對數(shù)據(jù)的管理
★ 厚度報警:可設置厚度界限,對限界外的測量值自動報警
★ zui小值捕獲(也稱掃查模式):捕獲測量過程中的zui小值
★ 兩點校準:測量曲面壁厚或特殊應用時,可提高測量的精度
★ 支持毫米和英寸兩種厚度單位
★ 可存儲5種不同材料的聲速
★ 校準值自動存儲,關機后數(shù)據(jù)不丟失
★ 刪除功能:對文件中的可疑數(shù)據(jù)進行刪除,也可刪除所有已存儲數(shù)據(jù)以便存儲新的數(shù)值
★ 具有背光顯示,為夜間工作帶來方便
★ 低電壓提示
★ 自動關機:如果5分鐘內(nèi)沒進行任何操作,儀器自動關機
★ 耦合狀態(tài)提示:通過觀察耦合標志的穩(wěn)定性可知耦合是否正常
★ 支持中文、英文兩種語言界面
4.超聲波測厚儀測量步驟
4.1 儀器準備
將探頭插頭插入主機探頭插座中,按一下ON鍵,聽到兩次蜂鳴聲屏幕出現(xiàn)顯示,其中顯示的聲速為上次關機前使用的聲速,顯示內(nèi)容見下圖:
4.2 超聲波測厚儀聲速的設定
當已知材料聲速,可以利用儀器提供的聲速手動調(diào)節(jié)功能,并依據(jù)附表中的參考聲速值,調(diào)整儀器的內(nèi)置聲速值。聲速存儲器可存儲五個聲速值。具體操作步驟如下:
如果當前顯示屏顯示的是非聲速值,那么按VEL鍵進入聲速狀態(tài),屏幕將顯示當前聲速存儲單元的內(nèi)容。之后,每按一次VEL鍵,聲速數(shù)值就變化一次,可循環(huán)顯示五個聲速值,見下圖:
如果當前聲速存儲器內(nèi)沒有所需聲速值,可用△或▽鍵調(diào)整到所需值即可,同時將此值存入聲速存儲器內(nèi)以便下次使用。見下圖:
在調(diào)整聲速數(shù)值時,屏幕上的▲可在數(shù)值的個位、十位或百位的下方,當▲在個位、十位、百位的下方時,每按一次△或▽鍵,數(shù)值將依次加或減1、10、100,可以通過回車鍵實現(xiàn)▲在個位、十位或百位下方的切換。
4.3 聲速的測量
在被測材料的聲速未知時,在測量厚度前必須進行聲速校準。
注:準備與被測物體成分相同的測試塊,其表面必須適于測量,用游標卡尺測量測試塊厚度。
具體步驟如下:
①在現(xiàn)有的儀器狀態(tài)下,測量已準備好的同質(zhì)并已知厚度的試塊。屏幕顯示測量的厚度值。
②按VEL聲速鍵,利用△或▽鍵調(diào)整聲速值,直到測量值與已知厚度相等,這時的聲速值就是該材料的聲速。
③該聲速自動被存入當前的聲速存儲單元。
注意:利用儀器自帶的4mm鋼試塊校準時,聲速要調(diào)整到5900m/s。在測量非鋼材料前,把聲速調(diào)整到該材料的聲速值。
4.4 超聲波測厚儀儀器校準
4.4.1 快捷校準
選擇與被測材料聲速及曲率相同的標準試塊,如果UM-3的厚度測量值與該試塊的厚度不符,利用△或▽鍵調(diào)整儀器顯示的厚度值,使其與試塊的實際厚度相等,然后按下CAL鍵結(jié)束校準。
注:UM-3測厚儀不須校準直接測厚,注意聲速的調(diào)節(jié)。
4.4.2 兩點校準
測量曲面壁厚或特殊應用時,為了提高測量的精度,可進行兩點校準,詳見第7章第5節(jié)。
4.4.3 快捷校準與兩點校準的區(qū)別
快捷校準與兩點校準的區(qū)別有以下幾點:
①快捷校準用隨機試塊,聲速為5900m/s。兩點校準可用任意材料和厚度的試塊。
②快捷校準只需一塊試塊。兩點校準需要兩塊厚度不同的試塊。
4.5 測量厚度
儀器校準后,設置好聲速值,然后將耦合劑涂于被測處,將探頭與被測材料耦合即可測量,屏幕將顯示被測材料的厚度值。見下圖:
說明:當探頭與被測材料耦合時,屏幕上將顯示“凸”耦合標志;“凸”標志右側(cè)的數(shù)字是回波次數(shù),回波次數(shù)值越大測量精度越高。當耦合標志閃爍或不出現(xiàn)則說明沒耦合好。拿開探頭后,厚度值保持不變,耦合標志消失。見下圖:
5.厚度值的存儲與查閱
5.1 存儲厚度值
厚度值的存儲分5個文件,每個文件可存儲100個測量值。
首先,選擇存儲文件號。按MENU鍵,使屏幕反顯查閱,見下圖:
按回車鍵,5個文件號可循環(huán)顯示,當選擇所需的文件號后,再按MENU鍵使屏幕顯示存儲字樣,即存儲文件號選擇完畢。見下圖:
其次,測量厚度值。
zui后,存儲厚度值。測量厚度值后,屏幕將顯示該厚度值。此時,按下MEM鍵即可存儲該厚度值。存儲完成后屏幕左下方顯示一次“Memory”,即證明已存儲該厚度值。
5.2 厚度值的查閱
按MENU鍵,使屏幕反顯查閱,然后,按回車鍵,5個文件號可循環(huán)顯示,選擇需查閱的文件號,見下圖:
zui后,按MEM鍵進入該文件。見下圖:
說明: No. : 表示當前顯示的存儲數(shù)據(jù)的序號;Total : 表示當前文件中存儲數(shù)據(jù)的總數(shù)量。
此時,可通過△或▽鍵進行翻閱查看,查閱完畢后,按MENU鍵或進行測量即可返回主界面。
6.刪除操作
6.1 刪除單個厚度值
在查閱存儲數(shù)據(jù)狀態(tài),按下回車鍵即可刪除當前顯示的存儲值。
具體步驟如下:
①進入查閱存儲數(shù)據(jù)狀態(tài),方法前面已介紹。見下圖:
②按回車鍵刪除當前值,顯示下一個存儲值。見下圖:
6.2 刪除當前文件
要刪除當前文件的所有內(nèi)容,具體操作如下:
①按MENU鍵將光標移至“功能”處,見下圖:
再按回車鍵進入功能菜單并通過▽鍵選定功能設置。見下圖:
②按回車鍵進入該界面,再通過△或▽鍵選定“刪除當前文件”。見下圖:
③選定后,按回車鍵屏幕出現(xiàn)如下顯示:
此時,按回車鍵將刪除當前文件,按MENU鍵返回上個界面。
④刪除完成后,按VEL鍵或按MENU鍵均可返回主界面。
6.3 刪除所有文件
要刪除所有文件中的數(shù)據(jù),步驟同上。只需選定“刪除所有文件”即可。
6.4 刪除校準數(shù)據(jù)
要刪除校準數(shù)據(jù),步驟同上。只需選定“刪除校準數(shù)據(jù)”即可。
7.系統(tǒng)和功能設置
7.1 系統(tǒng)設置
按MENU鍵將光標移至“功能”處,見下圖:
然后按回車鍵進入功能菜單,此時屏幕顯示見下圖:
此時,光標在“系統(tǒng)設置”項上,(如果不是在此項上可用△或▽鍵上下移動將光標移在“系統(tǒng)設置”項上),按回車鍵進入系統(tǒng)設置菜單,用△或▽鍵上下移動選擇需修改項,然后按回車鍵可進行修改。
系統(tǒng)設置中共有5個選項,依次為:單位(公制、英制);分辨率(高、中、低);zui小值捕獲;兩點校準;語言,用戶可以根據(jù)實際需要進行設置。設置完成后,按MENU鍵或進行測量可返回主頁面。
7.2 功能設置
按MENU鍵將光標移至“功能”處, 然后,按回車鍵進入功能菜單,再通過△或▽鍵選擇功能設置。見下圖:
再按回車鍵進入功能設置菜單,通過△或▽鍵上下移動光標選擇相應的功能項。
功能設置中共有4個選項,依次為:刪除當前文件;刪除所有文件;刪除校準數(shù)據(jù);調(diào)節(jié)亮度;4個選項,用戶可以根據(jù)實際需要進行設置。設置完后,按MENU鍵或進行測量可返回主頁面。
7.3 測量單位及分辨率的設定
UM-3提供兩種測量單位:公制和英制;兩種顯示分辨率:0.1mm和0.01mm。用戶可以根據(jù)實際的需要進行設定。
具體的設定步驟如下:
① 進入系統(tǒng)設置菜單,通過△或▽鍵將光標移至“單位”處,按回車鍵可循環(huán)調(diào)節(jié)METRIC(公制)、IMPERIAL(英制)選項,見下圖:
②進入系統(tǒng)設置菜單,通過△或▽鍵將光標移至“分辨率”處,按回車鍵可循環(huán)調(diào)節(jié)HIGH(0.01mm)、LOW(0.1mm)選項,見下圖:
7.4 zui小值捕獲
所謂zui小值捕獲是指在測量過程中捕捉測量值中的zui小值。設置zui小值捕獲的步驟如下:
① 進入系統(tǒng)設置菜單,將zui小值捕獲設置為ON。見下圖:
②設置完畢,按MENU返回主界面(OFF是關閉zui小值捕獲;ON是開啟zui小值捕獲)。見下圖:
說明:啟用zui小值捕獲后,探頭與工件耦合時,屏幕顯示的是當前測量值;當探頭抬起時,屏幕顯示的是測量中的zui小值,并且zui小值標志MIN閃爍6次。如果在MIN閃爍期間繼續(xù)測量,當前測量值將繼續(xù)參加zui小值捕捉,如果MIN停止閃爍后再進行測量,將重新捕捉zui小值。
7.5 超聲波測厚儀兩點校準
選擇兩個與被測材料、聲速及曲率相同的標準試塊,其中一個試塊的厚度接近測量范圍的上限,另一個試塊的厚度接近測量范圍的下限,進行兩點校準可以提高測量精度,進行兩點校準之前應先將兩點校準功能打開,關閉zui小值捕獲。具體步驟如下:
①進入系統(tǒng)設置菜單,將兩點校準設置為ON。見下圖:
②設置完畢后,按MENU鍵返回主界面。如果兩點校準被設為ON,那么在測量的狀態(tài)下可隨時進行兩點校準。
③進行校準操作。具體步驟如下:
首先,測量薄塊的厚度,在厚度顯示狀態(tài)下按CAL鍵,屏幕提示校準薄塊,見下圖:
通過△或▽鍵將測量值調(diào)整到標準值,按CAL鍵,屏幕提示校準厚塊,見下圖:
測量厚的標準試塊,同樣通過△或▽鍵將測量值調(diào)整到標準值,再按CAL鍵,完成校準操作,即可進行測量。
7.6 亮度調(diào)節(jié)
具體的操作步驟如下:
①進入功能設置菜單,通過△或▽鍵將光標移至“調(diào)節(jié)亮度”處,見下圖:
②按回車鍵進入調(diào)節(jié)亮度界面,見下圖:
此時,可以通過△或▽鍵調(diào)節(jié)亮度,調(diào)節(jié)完畢后,按回車鍵返回上個界面,再按MENU鍵返回主界面。
7.7 上下限設定
本儀器可分別設定上限值及下限值,以便快速測量。
具體設置步驟如下:
①在功能界面下按上下鍵使光標移至“出界報警”處,見下圖:
②按回車鍵進入界限界面,屏幕顯示原設置的下限或上限,見下圖:
此時,按回車鍵上限和下限可循環(huán)顯示;通過△或▽鍵設置新的下限或上限值。
③設置完畢后,按VEL鍵或按MENU鍵或進行測量都可退出限界設置界面。
當測量范圍超出所設定的上下*,儀器自動報警,蜂鳴器鳴響。
7.8 背光功能
儀器提供背光功能,以便在光線暗處閱讀測量值。但請注意節(jié)電。
按 鍵背光亮,再按一下,背光滅。或者,關機后,背光功能自動關閉。
7.9 低電壓提示功能
如果屏幕上顯示BATT標志,說明電池電壓低,應及時地更換新電池再繼續(xù)使用。見下圖:
7.10 關機方式
UM-3設有自動關機和手動關機兩種方式,約五分鐘內(nèi)不進行任何操作,那么儀器將自動關機;按MENU鍵將光標移至關機處,再按回車鍵即可手動關機。
8.測量應用技術
8.1工件表面要求
8.1.1 清潔表面
測量前應清除被測物體表面所有的灰塵、污垢及銹蝕物等覆蓋物。
8.1.2提高粗糙度要求
過分粗糙的表面會引起測量誤差,甚至儀器無讀數(shù)。測量前應盡量使被測材料表面光滑,可使用磨、拋、銼等方法使其光滑。還可使用高粘度耦合劑。
8.2.1 單點測量法
在被測體上任一點,利用探頭進行測量,顯示值即為厚度值。
8.2.2 兩點測量法
在被測體的同一點用探頭進行二次測量,在二次測量中,探頭的分割面成90度,較小值為厚度值。
8.2.3 多點測量法
在直徑約為30mm的圓內(nèi)進行多次測量,取其zui小值為厚度值
8.2.4 連續(xù)測量法
用單點測量法,沿線路連續(xù)測量,其間隔不小于5mm,取其中zui小值為厚度值。
9.維護及注意事項
9.1 電源檢查
電源電壓低時,儀器顯示低電壓提示符號,此時應及時按要求更換電池,以免影響測量精度。背光不能長時間打開,以免過快消耗電池電量。
按下述方式更換電池即可:
①關機
②打開電池倉蓋
③取出電池,放入新電池,注意極性
儀器長時間不使用時應將電池取出,以免電池漏液,腐蝕電池盒與極片。
9.2 注意事項
9.2.1 一般注意事項
①避免儀器及探頭受到強烈震動
②避免將儀器置于過于潮濕的環(huán)境中
③拔插探頭時,應捏住活動外套沿軸線用力,不可旋轉(zhuǎn)探頭,以免損壞探頭電纜芯線。
④由于使用隨機試塊對儀器進行檢測時,需涂耦合劑,所以請注意防銹。使用后將隨機試塊擦干凈。氣溫較高時不要沾上汗液。長期不使用應在隨機試塊表面涂上少許油脂防銹,當再次使用時,將油脂擦凈后即可進行正常工作。
⑤酒精、稀釋液等對機殼尤其是視窗有腐蝕作用,故清洗時,用少量清水輕拭即可。
9.2.2 測量時的注意事項
①測量時,只有耦合標志出現(xiàn)并穩(wěn)定時,才是良好測量。
②若探頭磨損,測量會出現(xiàn)示值不穩(wěn),應更換探頭。
9.3 超聲波測厚儀維修
如出現(xiàn)以下問題請與我廠維修部:
①儀器器件損壞,不能測量。
②顯示屏顯示不正常。
③正常使用時,誤差過大。
④鍵盤操作失靈或混亂。
由于UM-3系列超聲波測厚儀為高科技產(chǎn)品,所以維修工作應由受過專業(yè)培訓的維修人員完成,請用戶不要自行拆卸修理。
附表1:各種材料的聲速
介質(zhì)材料名稱 | 聲速(m/s) |
鋁 | 6320 |
鉻 | 6200 |
銅 | 4700 |
金 | 3240 |
鐵 | 5930 |
鉛 | 2400 |
鎂 | 5750 |
銀 | 3600 |
鋼 | 5900 |
鈦 | 5990 |
鋅 | 4170 |
鎢 | 5174 |
錫 | 3320 |
黃銅 | 4280-4700 |
鑄鐵 | 4400-5820 |
玻璃 | 5260-6120 |
尼龍 | 2680 |
不銹鋼 | 5740 |
水(20℃) | 1480 |
甘油 | 1920 |
水玻璃 | 2350 |
注:上表聲速僅供參考,實際聲速校準參照4.3 聲速的測量
:陶
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