Толщинометр

Министерство образования  и науки Республики Казахстан

 

Павлодарский государственный  университет им. С. Торайгырова

 

Кафедра физики и приборостроения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОТЧЕТ ПО ПРАКТИКЕ

ПР. 5B071600. 20-04. 88. 12. ПЗ

Производственная

 (наименование вида практики)

________________________ АО «КазТрансОйл» _______________________

(место практики и предприятия)

_________________________________________________________________

 

_____________

(оценка)

 

 

Члены комиссии Руководитель

__________________________        __________________________             

(должность, учёная степень) (должность, учёная степень)

__________________________       __________________________

(инициалы, фамилия) (инициалы, фамилия)

__________ _ ___________        ___________  _________

        (подпись)               (дата)    (подпись)           (дата)

 

Нормоконтролер Студент

__________________________           __________________________     

(должность, учёная степень)      (инициалы, фамилия)

__________________________         ___________  _________

(инициалы, фамилия)      (подпись)                      (дата)

___________ ___________         __________________________

       (подпись)                             (дата) (группа)

 

 

 

2013

Содеражание

 

     Введение                                                                                                           3

1. Назначение прибора                                                                                       4
2. Технические характеристики                                                                        5
1. Основные технические характеристики                                                5
2. Устойчивость к внешним условиям                                                       6
3. Комплект поставки                                                       7
4. Устройство прибора                                                             8
1. Принцип работы толщиномера                                                               8
2. Устройство толщиномера                                                                         8
5. Функциональная схема прибора              9
1. Функциональная схема толщиномера                                                    9
2. Питание толщиномера.                                                                            10
3. Вывод и хранение информации                                                               10
6. Конструкция прибора                                 11

Заключение                 12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

 

В соответствии с учебным планом я, Ниязова Альфия Акрамовна , студентка 3 курса по специальности «Приборостроение», проходила учебную практику на АО «КазТрансОйл» в период с 04.06.2013 по 23.06.2012. Руководитель практики: Курманов Алмас Аскарович.

В ходе производственной практики я ознакомилась с работой и принципом действия ультразвукового толщиномера .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Назначение прибора

 

Толщиномер  ультразвуковой «ВЗЛЕТ УТ», являющийся толщиномером общего назначения, предназначен для измерения при одностороннем доступе толщины изделий из металлических и неметаллических материалов, индикации измеренных значений и их архивирования для последующего вывода на индикацию или на внешние устройства. Толщиномер может применяться для измерения толщины стенок емкостей, труб, а также толщины мостовых, корпусных, транспортных и других конструкций и изделий, в том числе с корродированными поверхностями.

Толщиномер  может использоваться также для  измерения скорости распространения  продольных ультразвуковых колебаний (УЗК) в материале изделий известной толщины.

С толщиномером могут  применяться ультразвуковые пьезоэлектрические преобразователи (ПЭП) для измерения  толщины типа П112-5,0-12/2-Б и П112-5,0-10/2-А  производства ЗАО «ВЗЛЕТ».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Технические характеристики

 

2.1 Основные технические характеристики приведены в табл.1.

Таблица 1

 

Наименование  параметра	Значение параметра	Примечание
1. Диапазон измерения  толщины для стальных изделий,  мм	1-300 2,0-300	Примечание 1 Примечание 2 Примечание 3
2. Диапазон измерения скорости ультразвука, м/с	1000-15 000	Примечание 4
3. Разрешающая  способность:
- по  толщине, мм	0,01
- скорости  ультразвука, м/с	1
4. Диапазон частот  излучения ПЭП, с которыми может  работать тол-щиномер, МГц	2,5-10
5. Объем архивов:
- результатов  измерений	10 групп по 100 точек
- вариантов  настроек	100
6. Питание	Встроенное от аккумуляторной батареи
7. Средняя наработка  на отказ, ч	100 000
8. Средний срок  службы, лет	12
9. Масса, не  более, кг	0,4
10. Габаритные  размеры, мм	160*85*30

 

Примечания.

1. Максимальное  значение измеряемой толщины  для другого вида материала  при одинаковом со сталью коэффициенте  затухания можно определить по  формуле:

Н_макс = 300 с_g / 5920, мм

где с_g – скорость распространения ультразвука в данном виде материала, м/с.

Для материалов с большим, чем у стали, коэффициентом  затухания значение Нмакс будет  меньшим.

2. Для ПЭП  типа П112-5,0-12/2-Б производства ЗАО  «ВЗЛЕТ».

3. Для ПЭП  типа П112-5,0-10/2-А-003 производства ЗАО «ВЗЛЕТ».

4. Для изделий толщиной  от 20 мм до Нмакс.

 

 

 

2.2 Устойчивость к внешним условиям при эксплуатации:

а) по климатическим  воздействиям:

- блок электронный  (БЭ) – температура окружающего  воздуха для типового исполнения  – от 0 до 50 °С, для морозоустойчивого исполнения – от минус 20 до 50 °С; влажность окружающего воздуха – до 95 % при температуре не более 30 °С, без конденсации влаги;

- ПЭП – температура  окружающего воздуха – от минус  20 до 80 °С; влажность до 100 % при температуре  не более 40 °С, с конденсацией влаги; допустимая максимальная температура контактной поверхности при длительности контакта не более 4 с и периодичности контакта не менее 30 с – 150 °С;

- зарядное устройство – температура окружающего воздуха – от 0 до   50°С; влажность окружающего воздуха – до 90 % при температуре не более 30°С, без конденсации влаги;

б) по механическим воздействиям:

- БЭ, ЗУ, ПЭП  – группа N2 по ГОСТ 12997;

в) по воздействию  атмосферного давления:

- БЭ, ЗУ, ПЭП  – группа Р2 по ГОСТ 12997.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Комплект поставки

Комплектность толщиномера  приведена в табл.2.

 

Наименование	Количество
1. Блок электронный	1
2. Ультразвуковой пьезоэлектрический  преобразователь	1
3. Зарядное устройство	1
4. Эталон толщины	1
5. Чехол	1
6. Эксплуатационная документация  в составе:     - паспорт      - руководство  по эксплуатации       - инструкция  по поверке	1 1 1
7. Программное обеспечение  пользователя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Устройство и работа

 

4.1 Принцип работы толщиномера.

В толщиномере  «ВЗЛЕТ УТ» реализован эхо-импульсный метод измерения с использованием раздельно-совмещенного пьезоэлектрического преобразователя. Принцип работы толщиномера основан на свойстве ультразвуковых колебаний отражаться от границы раздела сред с разными акустическими сопротивлениями.

Передающая  пьезопластина ПЭП излучает импульс  УЗК через призму в направлении  поверхности изделия, толщина которого измеряется. Импульс УЗК распространяется в изделии до противоположной поверхности, отражается от нее, распространяется в обратном направлении и через другую призму поступает на приемную пластину.

Время распространения  УЗК от одной поверхности изделия  до другой и обратно связано с  толщиной изделия зависимостью:

Н= с·t / 2,

где Н – толщина  изделия;

с – скорость распространения УЗК в материале  изделия,

t – время распространения  УЗК от одной плоскости до  другой и обратно.

 

4.2 Устройство толщиномера.

Толщиномер  представляет собой электронный блок с подключенным к нему пьезоэлектрическим преобразователем ультразвуковых колебаний в электрические и обратно.

В состав блока  электронного входят:

- плата процессора  с размещенными на ней электронными  компонентами;

- источник питания,  представляющий собой батарею аккумуляторов, помещенную в специальный отсек;

- пленочная  клавиатура;

- графический  жидкокристаллический индикатор  (ЖКИ).

Подключение ПЭП  к электронному блоку выполняется  с помощью кабеля через разъемы, размещенные на корпусе электронного блока и ПЭП. Соединительный кабель может входить в состав ПЭП. Считывание измерительной информации внешними устройствами производится через разъем интерфейса RS-232.

 

 

 

 

 

 

 

5. Функциональная схема прибора

 

5.1 Функциональная схема толщиномера приведена на рис.1.

Рис. 1. Функциональная схема  толщиномера «ВЗЛЕТ УТ».

 

Центральным элементом  УТ является микропроцессорное устройство управления и вычисления (УУВ), связанное  с клавиатурой и индикатором. УУВ дает команду генератору запускающих  импульсов (ГЗИ) на формирование импульса возбуждения ПЭП. Одновременно запускается измеритель временных интервалов (ИВИ). Принятый ПЭП отраженный эхо-импульс после усиления, амплитудной и временной селекции поступает в ИВИ.

Амплитудная селекция и формирование нормализованного импульса, «привязанного» к характерной точке принятого эхо-сигнала, осуществляется с помощью компаратора и цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), управляемого УУВ. Временная селекция эхо-импульса выполняется на временном селекторе с использованием схемы задержки, управляемой также от УУВ.

Закон управления схемой задержки и ЦАП определяется УУВ в соответствии с установленными в толщиномере параметрами временной  регулировки чувствительности (ВРЧ): максимальным значением и значением  скорости спада уровня амплитудного ограничения принимаемого эхо-сигнала (скорости спада ВРЧ).

Измерение временных  интервалов и формирование управляемой  задержки осуществляется с помощью  генератора опорной частоты. Измеренный в ИВИ временной интервал считывается  УУВ для выполнения обработки результатов измерения и формирования выходной информации.

Значение скорости распространения  продольных волн в материале контролируемого  изделия, необходимое для вычисления толщины, либо вводится в УТ с клавиатуры, либо измеряется на образце известной толщины.

 

         5.2 Питание толщиномера.

Электрическое питание толщиномера осуществляется от батареи из двух последовательно  соединенных аккумуляторов 2xННR-130ААВ1 емкостью 1,3 А⋅ч, обеспечивающей время непрерывной работы не менее 8 часов без подзарядки. Уровень заряда батареи аккумуляторов (0, 20, 40, 60, 80, 100 %) индицируется.

В толщиномере  обеспечивается отключение электронной  схемы от источника питания по истечении 2-3 минут с момента последнего цикла измерения или последнего нажатия на любую клавишу (кроме клавиши ) ВКЛ.

          Поставка УТ осуществляется с заряженной, но отключенной батареей аккумуляторов (БА). Условия хранения БА описаны в разделе 4 настоящего руководства.

 

      5.3 Вывод и хранение информации.

Толщиномер обеспечивает вывод текущей измерительной информации, установочных и архивных данных на индикатор, а также на внешние устройства через порт последовательного интерфейса RS-232.

Толщиномер  обеспечивает оперативное запоминание  в архиве до 1000 результатов измерения толщины (10 групп по 100 результатов) и до 100 типов настроек.

Время хранения текущей (индицируемой) и архивной информации не менее одного года при полностью  разряженном аккумуляторе.

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Конструкция прибора

 

           Электронный блок УТ представляет собой портативный прибор, выполненный в стандартном пластмассовом корпусе, внутри которого размещена плата с электронными компонентами. Внешний вид электронного блока толщиномера приведен на рис.2.