공업생산, 설비유지보수 등 여러 분야에서 재료두께의 측정은 제품의 품질과 운행을 보장하는 관건적인 고리이다.AG-200A 핸드헬드 고정밀 초음파 두께 측정기는 성숙한 기술 원리와 실용적인 기능 설계로 석유, 화학, 야금, 조선 등 업계에 널리 응용되어 서로 다른 재질, 서로 다른 두께의 측정 수요에 신뢰할 수 있는 해결 방안을 제공하였다.그 핵심 작업 원리는 초음파의 전파 특성에 기초하여 과학적인 신호 처리와 데이터 계산을 통해 재료의 두께에 대한 감지를 실현한다.
핵심 원리: 초음파 펄스 반사 메커니즘
AG-200A 핸드헬드 고정밀 초음파 두께 측정기의 작업 핵심은 초음파 펄스 반사 원리를 따르는데, 이 원리는 광파 전파 측정의 논리와 유사성을 가지고 있다. 즉 검측파의 전파 시간과 전파 속도를 통해 측정 대상의 관련 매개변수를 유도한다.
기기의 프로브 발사단은 특정 주파수의 초음파 펄스를 방출하는데, 이 펄스는 일정한 속도로 측정된 재료 내부에서 전파된다.초음파 펄스가 재료의 아래 표면 (또는 다른 매체의 인터페이스) 에 도달하면 반사 현상이 발생하여 반사 반향을 형성하고 원래 전파 경로를 따라 프로브의 수신단으로 돌아갑니다.기기 내부의 신호처리 시스템은 초음파가 발사부터 수신까지 전체 시간차를 포착하고, 초음파가 이 재료에서 알려진 전파속도와 결합해 핵심 공식인'두께=(초음파 전파속도×전파시간차)/2'를 통해 두께 계산을 완료한다.이 공식의 유도는 초음파 왕복 전파의 특성을 바탕으로 하며, 전파 시간차는 초음파가 프로브에서 재료 인터페이스로 다시 프로브로 돌아오는 총 시간에 대응하기 때문에 2로 나누어 재료의 실제 두께를 얻어야 한다.
주의해야 할 점은 이 원리의 응용은 전제조건을 만족시켜야 한다: 측정된 재료는 초음파의 양도체로서 초음파가 안정된 속도로 그 내부에서 전파될 수 있도록 해야 하며, 재료 뒷면에는 반사인터페이스를 제공하여 반사회파가 프로브에 의해 정확하게 수신될 수 있도록 해야 한다.AG-200A는 금속, 플라스틱, 세라믹, 유리, 섬유 등 상기 조건에 부합하는 다양한 재료에 적합하며 적용 범위가 넓다.
핵심 기술 지원: 측정 핵심 메커니즘 보장
다양한 시나리오에 적합한 다중 모드 측정
복잡한 측정 요구에 대응하기 위해 AG-200A는 펄스 반사 원리를 기반으로 설계를 최적화하는 다양한 측정 모드를 설정합니다.
MB-E 모드 (펄스 시파를 1회 반향으로 발사): 일반 재료의 두께 측정에 적용되며, 시파와 1회 반사 반향의 시간차를 직접 포착하여 조작이 간편하다;
I-E 모드 (인터페이스에서 1회 반향): 표면에 경미한 미디어 층이 존재하는 재료에 대해 인터페이스 파와 반사 반향의 신호를 식별하여 표면 간섭을 감소시킵니다.
E-E 모드 (투과 코팅 측정): 재료 표면의 페인트 층, 코팅 등 비전도 매체를 투과할 수 있으며, 기초 재료의 두께를 직접 측정하여 표면 코팅이 필요 없으며, 측정된 물체에 손상을 초래하지 않도록 한다;
ME-E 모드(다중 회파 측정): 여러 번 반사된 회파의 신호를 포착하여 음파 감쇠성이 비교적 강한 재료에 대한 측정 안정성을 향상시킵니다.
THIN 모드 (얇은 벽 측정): 두께가 얇은 재료 (0.14mm 측정 가능, 강철 재질) 에 대해 신호 검출 알고리즘을 최적화하고 시파와 반사 반향을 구분하여 신호 중첩으로 인한 측정 오차를 피합니다.
음속 교정 및 적응 메커니즘
초음파는 서로 다른 재료에서의 전파 속도에 차이가 있다 (예를 들어 알루미늄의 음속은 6340-6400m/s, 강철의 음속은 5920m/s, 플라스틱류 재료의 음속은 대부분 2000-3000m/s 구간). 음속의 정확성은 두께 계산 결과에 직접적인 영향을 미친다.AG-200A는 완벽한 교정 메커니즘을 제공하며, 약간의 교정, 다중 교정 및 수동 교정 모드를 지원하며, 음속과 프로브 0비트를 동시에 교정할 수 있으며, V 음향 교정도 지원한다.
사용자는 표준 교정 시험 블록 (표준 4mm 강철 시험 블록) 을 통해 교정 조작을 진행할 수 있으며, 기기는 시험 블록의 표준 두께와 실측 시간 차에 따라 자동으로 음속 파라미터를 수정하여 서로 다른 재료에서 측정할 때의 정확성을 확보한다.이밖에 계기에는 여러가지 흔히 볼수 있는 재료의 음속수치가 내장되여있어 사용자가 직접 호출할수도 있고 수동으로 재료의 음속값을 입력할수도 있어 응용장면을 한층 더 넓혔다.
신호 처리 및 이득 조절
미약한 반사 회파 신호의 포착을 보장하기 위해 AG-200A는 자동 이득 및 수동 이득 기능을 갖추고 있으며, 이득 범위는 0-80dB에 달한다. 자동 이득 모드에서는 측정된 재료의 음파 감쇠 상황에 따라 측정된 재료의 음파 감쇠 상황에 따라 신호 증폭 배수를 자동으로 조절하여 두께가 다르고 음파 전도 특성이 다른 재료에 적응할 수 있다.수동 이득 모드에서는 사용자가 실제 측정 환경에 따라 수동으로 조정하여 신호 선명도를 높일 수 있습니다.
이와 동시에 계기는 무선주파수 (RF), 정반파 (POS), 음반파 (NEG), 전파 (FULL) 등 4가지 검파방식을 채용하여 신호류형에 따라 최적화처리하고 교란신호를 려과하여 측정데터의 안정성을 높일수 있다.
프로브 적합성 및 펄스 일치
프로브는 초음파 발사 및 수신의 핵심 부품으로서 그 성능은 측정 효과에 직접적인 영향을 미친다.AG-200A는 단결정, 쌍결정 두 종류의 프로브를 지원하며, TS 시리즈 쌍결정 프로브, DTM 시리즈 단결정 프로브 등 다양한 규격 모델에 적합하며, 20MHz 고주파 프로브를 지원하며, 측정 재료의 두께, 재질에 따라 적합한 프로브를 선택할 수 있다.
기기 내부의 펄스 발생기는 음방파 발사 설계를 채택하여 펄스 폭과 전압이 자동으로 프로브와 일치할 수 있으며, 프로브가 초음파 펄스를 안정적으로 발사할 수 있도록 보장하는 동시에 신호의 일치성과 신뢰성을 향상시켜 측정의 기초를 다진다.
다층 재료 두께 측정
AG-200A는 표면에 여러 겹의 코팅이나 복합재료가 있는 측정 장면에 대해 여러 겹의 재료 각 층의 두께를 각각 측정할 수 있다.초음파가 서로 다른 매체의 분계면에서 반사되는 특성을 이용해 초음파가 다층 재료를 통과할 때 각 층의 상하 계면에서 반사 반향을 형성하는 원리다.계기는 부동한 등급의 회파의 시간차를 식별하고 각 층재료의 음속매개변수를 결합하여 각기 각 층재료의 두께를 계산하고 동일한 회파하에서 각 층의 두께값을 전환표시하는것을 지원하여 10개 이상의 층급의 두께를 측정할수 있다.
온도 보상 및 부식, 퇴적물 측정
실제 응용에서 온도 변화는 재료에서 초음파의 전파 속도에 영향을 미쳐 측정 오차를 초래할 수 있다.AG-200A의 온도 보상 기능은 환경 온도와 재료 온도를 감지하여 미리 설정된 온도-음속 관련 데이터를 결합하여 음속 매개변수를 자동으로 수정하여 온도가 측정 결과에 미치는 영향을 상쇄한다.
내부에 부식된 금속재료가 존재하거나 도관의 내벽에 산화층, 퇴적물이 있는 경우 계기는 B스캔모식을 통해 재료내부구조를 직관적으로 나타낼수 있다.B 스캔 모드는 연속적인 초음파 펄스 반사 신호를 기반으로 서로 다른 위치의 두께 데이터를 이미지 형식으로 전시하여 내부 부식 영역, 산화층 또는 퇴적물의 분포와 두께 상황을 선명하게 반영할 수 있으며, 그 원리는 여전히 서로 다른 인터페이스의 반사 회파를 포착하여 위치 위치와 결합하여 시각화 표현을 실현한다.