超声测厚仪

奥林巴斯手持测厚仪 27MG

Olympus 27MG是一款经济实用的超声测厚仪,其设计目的是从一侧对内部受到腐蚀或侵蚀的金属管道、箱罐及其它设备进行精确的测量。这款仪器重量仅为340克,设计符合人体工程学,可以使用单手方便地进行操作。虽然27MG的机身小巧,但是却具有很多创新型测量性能,其所使用的检测技术与我们更高级的测厚仪所使用的技术相同。坚固耐用的27MG使用电池供电,带有宽大的背光LCD屏幕,屏幕上显示易于解读的数字,其以色彩区分功能的键区简单直观,可以直接访问很多主要功能。

其标准功能如下:

  • 可确保探头优化性能的自动探头识别
  • 可提高热表面材料测量精确性的自动零位补偿
  • 可改进声衰减性较强材料(如:铸造金属)的测量性能的增益调整、差值模式、高/低报警设置
  • 可以每秒钟20个测量值的速度获取最小或最大厚度值的最小值/最大值模式

27MG的设计目的是帮助检测人员和维护工程师对那些内壁容易受到腐蚀的金属管道、箱罐、梁柱及结构管板的壁厚变化进行监控。超声测厚仪从被测材料的外侧发射声波,无需损坏工件,即可快速实施性价比很高的检测方案。

探头

27MG的标准配置带有经济实用的D7910双晶探头,用户使用这款探头可以完成很多基本腐蚀应用的测厚操作。Olympus还备有种类齐全的双晶探头系列产品,可以对很薄、很厚的材料,或小直径管件进行测量。与27MG兼容的Olympus探头带有自动探头识别功能,可通过自动调用默认V声程校正的方式,优化探头的性能。

27MG与我们公司生产的可互换式双晶探头系列的所有产品兼容。这些探头的频率、直径及适应温度的能力各不相同,可满足几乎所有应用的要求。

测量双晶探头测量模式从激励脉冲后的精确延迟到第一个回波之间的时间间隔。
 厚度范围0.50 mm ~ 635 mm(0.020 in. ~ 25.0 in.)取决于材料、探头类型、表面条件和温度。
 材料声速范围0.508 mm/μs ~ 18.699 mm/μs(0.020 in./μs ~ 0.7362 in./μs)
 分辨率(可选择)低:0.1 mm(0.01 in.)
标准:0.01 mm.(0.001 in.)
 探头频率范围2.25 MHz ~ 10 MHz(–3 dB)
一般规格操作温度范围-10 °C ~ 50 °C(14 °F ~ 122 °F)
 键盘密封、以色彩区分功能的键盘,带有触感及声音反馈
 机壳防撞击、防水、装有密封垫的机壳,机壳上的接口密封。设计符合IP65。
 外型尺寸(宽 x 高 x 厚)84.0 mm x 152.4 mm x 39.6 mm(3.31 in. x 6.0 in. x 1.56 in.)
 重量340 g(12 oz)
 电源供应3节AA碱性电池
 电池工作时间电池供电时间一般为150小时;如使用背光,可连续供电30个小时
 爆炸性气氛可在国家防火协会规范(NFPA 70)500节I级2分段D组规定的爆炸性气氛环境中安全操作,并且通过了美军标准MIL-STD-810F 511.4程序1中规定的测试
 标准设计符合EN15317标准
 报警模式可编程高/低报警设定点,带有声音和视觉指示器
显示显示保持/空白模式测量后显示保持或空白的屏显模式
 背光场致发光显示,可以选择“开启”或者“自动开启”
 接收器带宽1 MHz ~ 18 MHz(–3 dB)
 公制/英制模式公制或英制单位
 显示语言英语、法语、德语、西班牙语、意大利语、葡萄牙语、俄语、波兰语和瑞典语

标准配置

  • 27MG数字式超声测厚仪
  • 双晶探头
  • AA碱性电池
  • 试块和耦合剂
  • 便携箱
  • 手腕带
  • 用户手册,存于CD盘上
  • 简易入门说明书
  • 测量功能:最小值/最大值模式、差值模式、增益调整冻结模式、自动探头识别和零位补偿

根据您所在地区的不同,标准套装件可能会有所不同。要了解详细情况,请联系您所在地的经销商。

选购附件

  • 2214E (U8880014):5阶梯试块,英制单位
  • 2214M (U8880016):5阶梯试块,公制单位
  • 27MG/RPC (U8780343):橡胶保护套,带有颈挂带和仪器支架

欲查询有关支架、连接杆及耦合剂等其它附件的信息,请与Olympus公司联系。

27MG与我们公司生产的可互换式双晶探头系列的所有产品兼容。这些探头的频率、直径及适应温度的能力各不相同,可满足几乎所有应用的要求。

探头工件编号频率(MHz)连接器端部直径(mm)范围(钢)1(mm)温度范围2 (°C)线缆工件编号
D7910U84540385.0直角12.7
 
1.00 ~ 2540 ~ 50密封
D790U8450002
5.0
平直11.00
 
1.00 ~ 500.00
-20 ~ 500

 
密封
D790-SMU8450009平直LCMD-316-5B3U8800353
D790-RLU8450007直角LCLD-316-5G3U8800330
D790-SLU8450008平直LCLD-316-5HU8800331
D791U84500105.0直角11.00
 
1.00 ~ 500.00-20 ~ 500密封
D791-RMU84500115.0直角11.00
 
1.00 ~ 500.00-20 ~ 400LCMD-316-5CU8800345
D7912Q453000510.0平直7.5
 
0.50 ~ 25.00
 
0 ~ 50密封
D7913Q453000610.0直角7.5
 
0.50 ~ 25.00
 
0 ~ 50密封
D794U84500145.0平直7.20
 
0.75 ~ 50.00 ~ 50密封
D797U84500162.0直角22.9
 
3.80 ~ 635.00-20 ~ 400密封
D797-SMU8450017平直LCMD-316-5DU8800355
D7226U84540137.5直角8.90
 
0.71 ~ 50.00-20 ~ 150密封
D798-LFU8450019
D798U84500187.5直角7.20
 
0.71 ~ 50.00-20 ~ 150密封
D798-SMU8450020平直LCMD-316-5JU8800357
D799U84500215.0直角11.00
 
1.00 ~ 500.00-20 ~ 150密封
MTD7054U86202255.0直角5.10
 
1.00 ~ 19.000 ~ 50LCPD-78-5U8800332

1 取决于材料、探头类型、表面条件和温度。 整个范围可能需要增益调整。
2 最高温度下,只可使用间歇接触方式进行检测。
3 备有不锈钢线缆;要了解详细情况,请垂询奥林巴斯。
4 未经过EN15317认证;MTD705探头根据ASTM E1065标准规程获得了TP103测试证书。

 

应用领域:铁路/船舶/交通、石油/化工、航空航天、汽车及零部件、钢铁/金属

 

应用一:高温超声检测

背景
高温超声检测虽然大多数超声缺陷检测和厚度测量操作在正常的环境温度下进行,但是在很多情况下,也需要对温度很高的材料进行检测。这类高温检测最常出现在处理工业中,如:工作人员必须要对生产线上正被处理的高温金属管道或箱罐进行检测,而不能将生产线关闭等待管道或箱罐冷却后再检测。不过,在涉及高温材料的制造环境中也会需要这类检测,如:以挤压成形方式制造了塑料管道或以热成形方式制造了塑料制品之后需要马上对这些产品进行检测,或者在金属锭或金属铸件尚未完全冷却时对这些样件进行检测。常规超声探头可以检测温度最高约为50°C的样件。在高于这个温度的情况下,探头最终会遭受永久性的损坏,因为热膨胀会引起探头内部的组件脱粘。如果被测材料的温度高于约50°C,则需要使用高温探头和特殊的检测技术完成检测。

这则应用注释简单介绍了有关选择高温探头和耦合剂的参考信息,以及在使用高温探头和耦合剂时需要注意的一些重要事项。应用注释中所讲述的常规超声检测针对的是最高温度约为500°C的材料。在涉及更高温度材料的研究应用中,则需要使用高度专业化的波导技术。这类应用不在本则应用注释的介绍范围内。

探头
奥林巴斯的高温探头分为两类:双晶探头和延迟块探头。在这两种探头中,延迟块材料(在双晶探头中为内置材料)都起到了防止高温检测表面损伤激活探头晶片的隔热作用。出于设计原因,在标准探头产品系列中,没有高温接触探头或高温水浸探头。高温双晶探头和高温延迟块探头可以用于厚度测量和缺陷探测两种应用中。与所有超声检测一样,为某个特定高温应用选择的最合适的探头取决于检测应用的具体要求:在厚度测量应用中要考虑材料、厚度范围、温度等因素,在缺陷探测应用中要考虑相关缺陷的类型和尺寸等因素。

(a) 厚度测量
高温厚度测量的最常见应用是腐蚀检测,即使用测厚仪,如:38DL PLUS和45MG测厚仪,对高温管道和箱罐的剩余金属壁厚进行测量。大多数可与奥林巴斯的腐蚀测厚仪配合使用的探头都适用于高温应用。常用的D790系列探头可用于被测表面温度高达500°C的检测。要查阅提供温度规格的腐蚀测厚双晶探头的完整列表,请点击以下链接:腐蚀测厚双晶探头。

对于使用38DL PLUS或使用带有单晶软件的45MG测厚仪完成的精确测厚应用,我们可以为M200系列中的任何标准Microscan延迟块探头(包含默认的测厚探头:M202、M206、M207和M208),配备高温延迟块。DLHT-1、DLHT-2和DLHT-3延迟块可用于检测温度高达260°C的表面。DLHT-101、DLHT-201和DLHT-301延迟块可用于检测温度高达175°C的表面。这些延迟块列于延迟块选项表中。

在要求使用低频探头获得高穿透性能的具有挑战性的应用中,还可以将可更换接触面的Videoscan探头以及适当的高温延迟块与38DL PLUS和带有高穿透(HP)软件选项的45MG测厚仪一起使用。需要用户对探头进行自定义设置。用于这个探头系列的标准延迟块可以接触温度高达480°C的被测表面。要查阅完整的探头和延迟块列表,请点击以下链接:可更换接触面的探头。

(b) 缺陷检测
正如高温厚度测量应用一样,高温缺陷检测应用最常使用的探头也是双晶探头或延迟块探头。所有标准的奥林巴斯双晶探伤探头都具有高温性能。频率为5 MHz或更低的指尖型、齐头外壳型和扩展范围型双晶探头可用于检测温度高达约425°C的样件,更高频率的双晶探头(7.5 MHz和10 MHz)可用于检测温度高达约175°C的样件。要查阅这个类别探头的完整列表,请点击以下链接:用于缺陷探测的双晶探头。

在缺陷检测应用中,所有可更换接触面的Videoscan探头都可与适当的高温延迟块一起使用。用于这个探头系列的延迟块可以接触温度高达480°C的被测表面。要查阅适用于各种最高温度的探头和延迟块的完整列表,请点击以下链接:可更换接触面的探头。

使用V200系列中的延迟块探头(最常用的是V202、V206、V207和V208)通常可以非常有效地完成涉及薄材料的检测应用,这些探头都配备有高温延迟块。DLHT-1、DLHT-2和DLHT-3延迟块可用于检测温度高达260°C的表面。DLHT-101、DLHT-201和DLHT-301延迟块可用于检测温度高达175°C的表面。这些探头和延迟块列于延迟块探头列表中。

我们还为用户提供一些与角度声束探头一起使用的特殊高温楔块:ABWHT系列用于检测温度高达260°C的样件,ABWVHT系列用于检测温度高达480°C的样件。有关楔块尺寸的详细信息可以通过销售部门查询。
耦合剂
大多数常用的超声耦合剂,如:丙二醇、甘油及超声凝胶,如果用在高于100°C的热表面上,都会快速蒸发。因此,在高温下进行的超声检测要求使用特殊配方的耦合剂,这类耦合剂在高温下可以保持稳定的液态或糊状,而不会蒸发成气体,被烧焦或散发出有毒气体。在使用这些耦合剂时,一定要了解它们特定的温度范围,并在它们相应的特定温度范围内使用这些耦合剂。声学性能不佳和/或安全隐患的出现,可能源于样件的实际温度超出了所用高温耦合剂可以使用的预期温度范围。

在温度很高的情况下,即使是特定的高温耦合剂,也要快速使用,因为时间稍微长一点,耦合剂就会干掉或凝固,且不能再传播超声能量。在下一次检测之前,要将凝固在被测表面和探头上的残留耦合剂清除掉。

请注意:垂直入射横波所需的耦合效果一般不会在高温情况下获得,因为商用横波耦合剂会在高温下变成液体,并丧失横波传播所需的高粘度特性。

还要注意:中温和高温耦合剂都不应该在通风不畅的环境中使用,因为通风不畅会存在蒸汽自动起火的隐患,虽然这种情况不太可能发生。要了解更详细的情况,请联系奥林巴斯。

要查阅奥林巴斯所提供耦合剂的完整列表,以及每种耦合剂的更详细信息,请参阅标题为超声耦合剂的应用注释。

检测技术
在为任何高温应用创建检测程序时,一定要考虑以下几个因素:

占空因数:在设计所有标准的高温探头时,都要考虑到占空比因素。尽管这类探头的延迟块对探头的内部起到隔热作用,但是长时间与很热的表面接触也会使热量高度聚积,而且最终在探头的内部温度升到足够高时,会造成探头的永久性损坏。对于大多数双晶和延迟块探头来说,当测量温度在约90°C到425°C的表面时,我们建议它们所使用的占空比为接触热表面的时间不超过10秒钟(最好为5秒钟),然后最少在空气中冷却1分钟时间。注意这只是一般性的指导原则,如果被测样件的表面温度达到了某种探头的特定温度范围的上限时,接触时间与冷却时间的比率就变得更为重要。一般来说,如果探头的外壳变得特别热,以至于操作人员不带手套时不能用手舒服地握住探头时,就说明探头的内部温度已经达到了可以损坏探头的温度,此时必须使探头冷却,才可以继续进行检测。某些用户会使用凉水冷却的方式加速探头的冷却过程,但是奥林巴斯没有发布过任何有关凉水冷却的官方指导原则,因此这种方法是否适用必须由用户自己决定。

奥林巴斯的EPOCH系列探伤仪及其所有测厚仪都有冻结功能,这个功能可用于冻结屏幕上显示的波形和读数。冻结功能在进行高温检测时非常有用,因为它可使操作人员在采集了读数后,快速将探头从高温表面上移走。然后,如果需要,用户可以对增益或冻结波形上的空白进行调整。使用测厚仪时,应该使用快速屏幕更新模式,以尽量减少探头与热表面的接触时间。

耦合技术:由于探头占空比的要求以及耦合剂在其可用温度范围的上限时容易固化或汽化的特点,操作人员在进行这类检测时一定要快速操作。很多用户发现最好的耦合技术是在探头的接触面上滴上耦合剂,然后将探头牢固地按压在被测表面上,不要扭动或碾磨探头(否则会使探头受到磨损)。在每次检测之前,一定要将凝固在探头端部上的残留耦合剂清除掉。

增益提升:38DL PLUS和45MG测厚仪都提供了可由用户调节的增益提升功能,这点与所有EPOCH系列探伤仪一样。因为高温测量过程中会出现较大的声能衰减现象,因此在测量之前提高增益值通常都非常有用。

声速变化:所有材料的声速都会随着温度的变化而改变,会随着材料温度的升高而减慢。要对高温材料进行准确的厚度测量,往往需要对声速进行重新校准。钢中的声速,在温度每变化55°C时,会有大约1%的变化。(确切的声速变化值取决于合金的成份。)塑料和其他聚合物中声速的变化会大得多,在温度每变化55°C,一直到达到熔点的情况下,声速的变化可能会接近50%。如果用户没有一份材料的温度/声速变化图表,则要在实际检测的温度下,对由被测材料制成的样件进行一次声速校准。38DL PLUS测厚仪中的温度补偿软件功能可用于基于一个编入程序的温度/声速常量,为已知升高的温度自动调整声速。

零位重新校准:当使用双晶探头进行厚度测量时,切记特定探头的零位偏移值会随着温度的升高而变化,因为声波在延迟块中的传播时间会发生变化。因此,为保证测量结果的准确性,需要时常对探头的零位值进行重新校准。在使用奥林巴斯的腐蚀测厚仪时,操作人员可以通过测厚仪的自动零位功能快速方便地完成零位重新校准操作,这个功能也被称为零位补偿功能。

增加的声衰减:所有材料的声衰减都会随着温度的升高而增加,而且在塑料中的衰减程度要比在金属或陶瓷中明显得多。对于典型的细晶碳钢合金来说,在室内温度下,探头频率为5 MHz时,每100毫米单向声程(相当于每个方向各50毫米的一个往返声程)的声衰减约为2 dB。在500°C的温度下,每100毫米声程的声衰减会增加到约15 dB。在高温下通过长声程进行检测时,这种对声衰减的影响会要求用户使用很高的仪器增益,还可能需要对在室温条件下创建的距离/波幅校正(DAC)曲线或时变增益(TVG)程序进行调整。

聚合物中的温度/衰减效果会高度依赖组成材料的不同成分,但是,一般来说其衰减程度为上述钢材料衰减值的几倍。特别是在使用较长的高温延迟块时,因为当延迟块的温度升高时,声波在延迟块中的传播可能会得到完全衰减。

楔块中的角度变化:对于任何高温楔块来说,楔块材料的声速将随着温度的升高而减少,因此随着楔块温度的升高,声波在金属中的折射角度会增大。如果在某项检测中需要考虑到这个因素,则用户必须在实际操作温度下,核查声波的折射角度。实际上,在检测中温度的变化经常会使操作人员很难准确地判断声波的实际折射角度。


应用二:玻璃材料的厚度测量

应用:测量商业玻璃制品的壁厚,这些玻璃制品包括玻璃瓶、玻璃容器、玻璃管、玻璃片和玻璃板、科研用玻璃器皿、灯泡和灯具,此外,还可以测量箱罐内衬玻璃涂层的厚度。

背景:玻璃是一种价格低廉且用途极为广泛的工程材料,通过铸造、塑造或吹造方式可以被制成各种形状的产品。由于高频声波可以在玻璃材料中顺畅传播,因此使用超声技术可以非常有效地测量玻璃材料的厚度,玻璃材料还具有非磁性的特点,因此还可以使用Magna-Mike霍尔效应测厚仪对玻璃材料的厚度进行测量。由于大多数常见玻璃制品具有特殊的几何形状,因此很难或无法通过机械测厚方式,如:卡尺或千分尺,对它们的厚度进行测量,但是奥林巴斯的设备可以对几乎所有常见的玻璃制品方便地进行厚度测量。使用这些设备进行的测厚操作,不仅不会损坏玻璃材料,而且还可以迅速、准确、可靠地完成厚度测量应用。

设备:Magna-Mike:Magna-Mike 8600霍尔效应测厚仪是一款用于测量玻璃制品的优质仪器,可以对一端开放且可放入目标钢珠的玻璃瓶、玻璃容器和玻璃管的厚度进行测量,不过这些玻璃制品的厚度不能超过约25毫米。Magna-Mike仪器使用磁场效应,测量紧贴在被测样件外壁的探头尖端到可在容器内侧随着探头尖端移动的小钢珠之间的距离。Magna-Mike通常是测量容器边角处的厚度或接触空间狭窄的曲面部位厚度的最方便的设备,而且不需要进行特定材料的校准。

在使用Magna-Mike仪器对玻璃材料进行厚度测量时,无需进行特殊的设置,也无需遵循特定的操作程序。只需按照仪器操作手册中讲述的方式进行操作即可。通常建议使用标准86PR-1探头完成测量玻璃材料厚度的应用。探头和目标钢珠一般不会擦伤工业玻璃材料。

超声测厚仪:精确测厚仪,如:38DL PLUS型号仪器和带有单晶软件的45MG型号仪器,可用于测量厚度在约0.125毫米到500毫米范围内的典型的玻璃制品。与任何其它测厚应用一样,超声测厚仪测量的是在被测样件材料中传播的高频声波,完成一次往返声程所需的时间,然后再使用这个测量到的脉冲传播时间以及一个校准过的材料声速,计算材料的壁厚。超声测厚仪可用于测量所有普通玻璃制品,不过它们的价值更充分地体现在以下情况中:玻璃材料的厚度超出了Magna-Mike仪器可以测量的范围;玻璃制品的几何形状不能将目标钢珠放置其中(如:封闭的灯泡);要求极高精度的测厚应用(误差接近+/- 0.002毫米)。

超声精确测厚仪:38DL PLUS型号和带有单晶软件的45MG型号仪器已经预先配置了默认的探头设置,这些默认的探头设置可用于大多数普通玻璃的测厚设置中。在进行测量时,只需要根据仪器操作手册中所讲述的方式进行声速校准和零位校准即可。在某些并不多见的特殊情况下,如:样件具有复杂的几何形状,或其它检测条件极具挑战性,可能会要求用户使用自定义探头设置,例如:如果曲面部位的接触空间非常狭窄,则建议使用聚焦水浸检测方式。在这些应用中,奥林巴斯会帮助用户完成特定的设置。

以下所列为一些最常见的玻璃材料测厚应用:

玻璃瓶与玻璃容器:Magna-Mike是测量玻璃瓶和玻璃容器壁厚的最常用仪器,但是超声测厚仪与小直径接触式探头一起使用时,如:M116(20 MHz)探头,也可以有效地完成这些应用。测厚操作迅速、简便,而且对材料没有任何损伤。

玻璃管:大多数玻璃管较短部分的厚度可以通过使用Magna-Mike仪器非常方便地测量。也可以使用小直径接触式探头,如:M116(20 MHz),以超声方式对玻璃管的厚度进行测量。如果所测玻璃管的直径非常小(小于约6.25毫米),则一般建议使用聚焦水浸探头,如:M316-SU F-.75(20 MHz),进行检测,以优化声波的耦合效果。这些探头通常与B-103喷水器一起使用,以保持声束相对于玻璃管的方向。

玻璃片和玻璃板:较薄的玻璃片和玻璃板(低于10毫米)的厚度可使用Magna-Mike仪器方便地进行检测,而较厚的玻璃板的厚度则要使用38DL PLUS型号测厚仪或带有单晶软件的45MG测厚仪,结合接触式探头,如:工件编号为M109(5 MHz)和M106 (2.25 MHz)的探头,以超声方式进行测量。

科研用玻璃器皿:当科研用玻璃器皿的形状可以放入目标钢珠时,就可以使用Magna-Mike仪器对玻璃器皿的厚度进行方便地测量。对于不能使用目标钢珠进行测量的封闭灯泡和复杂形状的样件,一般可以使用精确测厚仪以超声方式进行测量。在测量直径非常小(低于约6.25毫米)的玻璃管或小球体(直径低于25毫米)时,一般建议使用聚焦水浸探头,如:M316-SU F-.75(20 MHz),以优化声波的耦合效果。这些探头通常与喷水器一起使用,以保持声束相对于玻璃管的方向。

灯泡和灯具:封闭玻璃灯泡和灯具的极薄壁厚可使用精确测厚仪和M208延迟块探头(20 MHz)进行测量。某些狭小的内圆角部位的厚度可能需要使用聚焦水浸探头和适当的喷水器进行测量。同样的测厚仪和探头也可以用于测量有时会涂在玻璃灯泡外侧的塑料保护涂层的厚度。

玻璃涂层:玻璃涂层的厚度,如:某些化学箱罐的保护内层,通常可以超声方式进行测量。最简单的测量方式是从内部的玻璃涂层进行测量,但是在很多情况下,操作人员接触不到容器的内侧,因此只能通过钢制的容器壁对玻璃涂层进行测量。在很多情况下,带有多层测量软件选项的38DL PLUS型号仪器可同时对内侧玻璃涂层和箱罐的壁厚进行测量。对探头的选择及对仪器的设置取决于所测量的特定材料以及厚度范围。要了解更详细情况,请联系奥林巴斯。

材料研究:玻璃的物理特性,如:弹性模量、残余应力、硬度、密度等,通常与纵波声速和横波声速等声学特性密切相关。奥林巴斯为从事超声材料研究的科研人员提供了各种仪器设备,如:可显示测速仪读数的测厚仪、探伤仪、脉冲发生器/接收器,以及种类齐全的接触式、延迟块和水浸式探头。

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