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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-MikeMagna-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。

Olympus IMS
应用所使用的产品

手持式45MG是一款配置有各种测量功能和软件选项的超声测厚仪。这款独特的仪器与所有Olympus双晶和单晶探头探头兼容,是一款集所有解决方案于一机的创新型仪器,可用于几乎所有测厚应用。
38DL PLUS是一款高级超声测厚仪。这款仪器可使用双晶探头对内部腐蚀的部件进行检测。其性能包含THRU-COAT®(穿透涂层)和回波到回波。还可以使用单晶探头对薄材料、极厚材料以及多层材料进行非常精确的厚度测量。
Magna-Mike仪器是一款使用磁性探头对塑料瓶等非铁性薄壁材料进行精确测量的霍尔测厚仪。
27MG是一款基本超声测厚仪,其设计目的是从一侧对内部受到腐蚀或侵蚀的金属管道和工件进行精确的测量。这款仪器重量极轻、坚固耐用,且其设计符合人体工程学的要求,操作人员使用单手即可方便地进行操作。
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