超聲測(cè)厚儀設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容

1、超聲測(cè)厚儀設(shè)計(jì)超聲測(cè)厚方法超聲測(cè)厚方法共振法：干涉法脈沖反射法最受用戶歡迎要求：測(cè)試件上下面較平，腐蝕程度不一致的部位幾 乎就不能產(chǎn)生共振。應(yīng)用：適用于維修檢查的測(cè)厚。原因：脈沖反射法并不涉及共振機(jī)理，與被測(cè)物表面的光潔度關(guān)系不密切。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單可行、成本低，在測(cè)量1mm 厚度以上的材料是精度很高。主要應(yīng)用：具有晶體結(jié)構(gòu)的金屬材料和非金屬材料。不適合粗晶材料和符合材料的測(cè)量。缺點(diǎn)：在材料厚度小于兩倍波長(zhǎng)時(shí)，容易產(chǎn)生混疊，造成測(cè)量無法實(shí)現(xiàn)原理：在用頻率在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化的正弦波電信號(hào)激勵(lì)壓電晶片時(shí)，晶片向試件內(nèi)所發(fā)射的聲波其頻率也是連續(xù)變化的。2nd 公式：測(cè)厚儀的工作原理 由發(fā)射電路產(chǎn)生的高壓

2、沖擊波激勵(lì)探頭，產(chǎn)生超聲發(fā)射脈沖波，脈沖波經(jīng)介質(zhì)介面反射后被接收電路接收，通過單片機(jī)計(jì)數(shù)處理后，經(jīng)液晶顯示器顯示厚度數(shù)值，它主要根據(jù)聲波在試樣中的傳播速度乘以通過試樣的時(shí)間的一半而得到試樣的厚度。即2ctd 1、由電路產(chǎn)生的高電壓窄脈沖T 輸送給超聲波探頭、超聲波探頭將高壓電脈沖轉(zhuǎn)變成同頻率的超聲波脈沖, 通過耦合劑傳播至被測(cè)物體表面。2、反射波B又被超聲波探頭接收并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)送入電路, 經(jīng)放大后同發(fā)射脈沖一起送入閘門電路產(chǎn)生閘門脈沖。3、將閘門脈沖和12.8MHz的時(shí)鐘脈沖送給與門電路。4、將與門輸出的脈沖數(shù)經(jīng)標(biāo)度變換后送給顯示電路, 顯示被測(cè)物體的實(shí)際厚度。超聲波探頭的結(jié)構(gòu)壓電陶瓷壓電陶

3、瓷聲電轉(zhuǎn)換特性聲電轉(zhuǎn)換特性 做為發(fā)射發(fā)射使用：把電路送入的電脈沖轉(zhuǎn)變成超聲波脈沖。做為接收接收使用：又可將接收到的超聲波變成電信號(hào)送回電路。壓電陶瓷晶片兩側(cè)的電極分別與同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體連接。 系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)主要由超聲波發(fā)射電路及接收電路、單片機(jī)控制電路、顯示驅(qū)動(dòng)電路等。測(cè)厚儀研制中幾個(gè)關(guān)鍵問題 往返時(shí)間的測(cè)量2.高速數(shù)據(jù)采集（儀器的精度）3.計(jì)數(shù)問題( 1) 厚度信號(hào)的采集和輸出顯示：由二輸入端與門74HC00、256 分頻的CD4520及ICM7224 計(jì)數(shù)、譯碼后直接驅(qū)動(dòng)4位液晶片( LCD)。( 2) 鍵盤接口：K1K4 分別是聲速設(shè)定、厚度標(biāo)定、聲速增、聲速減4 個(gè)功能鍵, 功

4、能鍵采用中斷掃描方式。( 3)開機(jī)和關(guān)機(jī)控制：模擬開關(guān)CD4066 和按鍵K5。超聲反射法測(cè)厚儀的硬件圖( 4)聲速設(shè)定及聲速調(diào)整：聲速設(shè)定鍵選出, 然后由單片機(jī)的P1. 7口采集發(fā)射脈沖對(duì)其進(jìn)行減法計(jì)數(shù), 來控制閘門打開的次數(shù)。( 5) 小數(shù)點(diǎn)控制：?jiǎn)纹瑱C(jī)的P3. 1口用于小數(shù):點(diǎn)控制, 顯示聲速時(shí)呈高電平, 顯示厚度時(shí)呈低電平, 在異或非門CD4077 的作用下, 控制個(gè)位前小數(shù)點(diǎn)的有無。（6）上電復(fù)位電路：C1、R5 的作用是完成單片機(jī)的上電復(fù)位。主要技術(shù)指標(biāo) 可實(shí)現(xiàn)的主要技術(shù)指標(biāo)如下:顯示方式:4位液晶顯示。厚度測(cè)量范圍:001.0200.0mm測(cè)量精度:0.1mm聲速調(diào)整范圍:1009990m/s工作電壓:DC 5V工作電流:8mA1.自動(dòng)關(guān)機(jī)延時(shí):60s 影響測(cè)量精度的原因 覆蓋層厚度大于25m時(shí)，其誤差與覆蓋層厚度近似成正比； 基體金屬的電導(dǎo)率對(duì)測(cè)量有影響，它與基體金屬材料成分及熱處理方法有關(guān)；任何一種測(cè)厚儀都要求基體金屬有一個(gè)臨界厚度，只有大于這個(gè)厚度,測(cè)量才不會(huì)受基體金屬厚度的影響；渦流測(cè)厚儀對(duì)式樣測(cè)定存在邊緣效應(yīng)，即對(duì)靠近式樣邊緣或內(nèi)轉(zhuǎn)角處的測(cè)量是不可靠的。 試樣的曲率對(duì)測(cè)量有影響，這種影響將隨曲率半徑的減小明顯地增大；基體金屬和覆蓋層的表面粗糙度影響測(cè)量的精度，粗糙度增大,影響增大