Sauter GmbH
Ziegelei 1
E-Mail: info@sauter.eu
Internet: www.sauter.eu
Ultraschall Materialdickenmessgerät
SAUTER TN-EE
Version 1.2
01/2018
D-72336 Balingen
Betriebsanleitung
Multi Modus
DE
Tel: +49-[0]7433- 9933-199
Fax: +49-[0]7433-9933-149
PROFESSIONAL MEASURING
TN_EE-BA-d-1812
DE
SAUTER TN-EE
Version 1.2 01/2018
Betriebsanleitung Multimodus
Ultraschall Materialdickenmessgerät
Herzlichen Glückwunsch zum Erwerb eines Multi-Modus Materialdickenmessgerätes
von SAUTER. Wir wünschen Ihnen viel Freude an Ihrem Qualitätsmessgerät mit hohem Funktionsumfang. Für Fragen, Wünsche oder Anregungen stehen wir Ihnen
gern zur Verfügung.
Inhaltsübersicht
1 Allgemeines .................................................................................................... 3
1.1 Technische Daten ..................................................................................................................... 3
1.2 Hauptfunktionen ....................................................................................................................... 3
1.3 Messprinzip ............................................................................................................................... 4
1.4 Konfiguration ............................................................................................................................ 4
1.5 Umgebungsbedingungen ........................................................................................................ 5
2 Bedienfeld- und Displayaufbau .................................................................... 5
2.1 Erklärung der Tastensymbole ................................................................................................. 6
3 Vorbereitung zur Inbetriebnahme................................................................. 6
3.1 Auswahl des Schallgebers ...................................................................................................... 6
3.2 Bedingungen und Vorbereitungen für Oberflächen ............................................................. 8
4 Arbeitsweise ................................................................................................... 9
4.1 Ein- und Ausschalten ............................................................................................................... 9
4.2 Wahl des Messmodus .............................................................................................................. 9
4.3 Nullkalibrierung ........................................................................................................................ 9
4.4 Kalibrierung der Schallgeschwindigke it .............................................................................. 10
4.4.1 Kalibrierung bei bekannter Materialstärke ................................................................................ 11
4.4.2 Kalibrierung bei bekannter Sc hallg es c h windi gk eit ................................................................... 11
4.4.3 Zweipunkt- Kalibrierung ............................................................................................................ 12
4.5 Messungen durchführen........................................................................................................ 12
4.6 Scan-Modus (Ultraschallbild- Modus) .................................................................................. 13
4.7 Die Auflösung ändern ............................................................................................................ 13
4.8 Die Einheiten wechseln.......................................................................................................... 14
4.9 Speichermanagement ............................................................................................................ 14
4.9.1 Einen Ablesewert speichern ..................................................................................................... 14
4.9.2 Den Inhalt einer speziellen Datei löschen ................................................................................ 14
4.9.3 Eintragen/ Löschen gespeicherter Datensätze ........................................................................ 14
4.10 EL Hintergrundbeleuchtung .................................................................................................. 15
4.11 Batterieinformation ................................................................................................................ 15
4.12 Automatische Abschaltung ................................................................................................... 15
4.13 Grundeinstellung des Systems herstellen (Reset) ............................................................. 15
4.14 Verbindung zum Computer ................................................................................................... 15
5 Wartung ........................................................................................................ 16
6 Transport und Aufbewahrung .................................................................... 16
2 TN_EE-BA-d-1812
1 Allgemeines
Das Model TN-EE ist ein universelles Ultraschall-Materialdickenmessgerät. Das Gerät funktioniert nach demselben Messprinzip wie SONAR-Messgeräte und dient zur
Dickenmessung unterschiedlicher Stoffe mit einer Messgenauigkeit von bis zu
0,1/0,01 mm.
Durch einfaches Umschalten vom Betriebsmodus ‘Pulse-Echo’ auf ‘Echo-Echo’
(Nichtbeachtung von Lackschichten bzw. von anderen Schichten) ist das Ultraschallmessgerät TN 60-0.01EE universell einsetzbar.
1.1 Technische Daten
Es sind zwei Modelle mit folgenden Messbereichen verfügbar:
-. TN 30-0.01EE
-. TN 60-0.01EE
1) Display: LCD 4,5 Ziffern mit Hintergrundbeleuchtung EL
2) Messbereich: Betriebsmodus Pulse-Echo: (0,65～600) mm (Stahl), dies gilt für
beide Modelle
Betriebsmodus Echo-Echo: (3～60) mm für TN 60-0.01EE.
Betriebsmodus Echo-Echo: (3～30) mm für TN 30-0.01EE.
3) Schallgeschwindigkeitsbereich: (1000~9999) m/s.
4) Auflösung: 0,1mm/0,01mm
Genauigkeit: ± 0,5 % Dicke +0,01 mm, je nach Stoff und Messbedingungen
5) Speicher von bis zu 20 Dateien (bis 99 Messwerte je Datei) mit gespeicherten
Messwerten
6) Versorgung: 2x AA Batterien, 1,5 V. Standard-Batterielaufzeit –
100 Betriebsstunden (bei ausgeschalteter Hintergrundbeleuchtung EL).
7) Kommunikationsport: USB 1.1.
8) Abmessungen: 150mm × 74 mm × 32 mm.
9) Gewicht: 245 g
1.2 Hauptfunktionen
1) Universelle Einsatzbarkeit: Betrieb im Modus ‘Pulse-Echo’ und ‘Ech o-Echo’
2) Möglichkeit der Dickenmessung verschiedener Stoffe, wie Metall, Kunststoff, Keramik, Verbundwerksstoffe, Epoxidharze, Glas und andere Stoffe mit guter Ultraschallleitfähigkeit
3) Sonderanwendungen m it verschiedenen Wandlern möglich, darunter Dickenmessung von grobkörnigen Materialien und bei hoher Temperatur
4) Funktionen Sensor Zero, Kalibrierung der Schallgeschwindigkeit
5) Funktion Zweipunkt-Kalibrierung
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6) Einpunkt-Modus und Scan-Modus. Die Messergebnisse werden siebenfach pro
2
tv
H
×
=
Nr
Element
An-
Bemerkung
Standard-
1
Geräte- Hauptkörper
1
2
Prüfkopf P5EE,
1
3
Kopplungsmittel
1
5
Bedienungsanleitung
1
6
Alkalibatterien
2
AA
Optionale
7
Software zur Datenspeicherung
1
8 Sensor 2,5 MHz, Ø 14 mm: ATU-US01
1
Nur im Puls-
Sekunde im Einpunkt-Modus und sechzehnfach pro Sekunde im Scan-Modus
abgefragt.
7) Das Dickenmessgerät verfügt über Statusanzeige für Kopplungsverbindung
8) Messeinheit: metrisch/Zoll.
9) Batterieanzeige zur Angabe der verbleibenden Batterielebensdauer
10) Automatische Standby- und Abschaltfunktion zur Batterieschonung
11) Software zur Verarbeitung gespeicherter Messdaten mit dem Rechner
1.3 Messprinzip
Das digitale Ultraschall Materialdickenmessgerät misst die Dicke eines Teils oder
einer Struktur, indem es die Zeit exakt misst, die für einen kurzen Ultraschallimpuls
gebraucht wird, von einem Schallgeber gesteuert, um durch die Dicke eines Materials zu dringen, anschließend von der Rückseite oder der Innenfläche reflektiert zu
werden und zum Schallgeber zurückgeschickt zu werden.
Diese gemessene Zwei- Wege Übertragungszeit wird durch 2 dividiert, (die den Hinund Rückweg darstellt), und dann mit der Schallgeschwindigkeit des entsprechenden
Materials multipliziert. Das Ergebnis wird mit der folgenden Formel ausgedrückt:
H -- Materialdicke des Testobj ekts
v -- Schallgeschwindigkeit des entsprechenden Materials
t -- die gemessene Transit- Zeit für des Schalls
1.4 Konfiguration
Tabelle Nr. 1-1
konfiguration
5 MHz, Ø 12 mm
4 Messgerättasche 1
zahl
Konfiguration
(ATU-04)
4 TN_EE-BA-d-1812
Echo Modus
9 Sensor 7 MHz, Ø 6 mm: ATU-US02
1 Nur im Puls-
10 Sensor 5 MHz, Ø 10 mm: ATU-US09
1 Nur im Puls-
11
Sensor 5 MHz, Ø 10 mm: ATU-US10,
1
Nur im Puls-
Echo Modus
Echo Modus
mit 90° Winkel
Echo Modus
1.5 Umgebungsbedingungen
Arbeitstemperatur: von -20°C bis +60°C
Speichertemperatur: von -30°C bis +70°C
Relative Luftfeuchtigkeit: kleiner als 90%
In der angrenzenden Umgebung sollten Vibrationen, sowie starke magnetische Felder, korrosives Medium und starker Staub vermieden werden.
2 Bedienfeld- und Displayaufbau
.
1 Gerätehauptteil
2 Tastenfeld
3 LCD Display
4 Impulsgeberbuchse
5 Strahlungsempfängerbuchse
6 Nullplatte
7 PC- Anschlussbuchse
8 Label (auf der Rückseite)
9 Batterieabdeckung
10 US- Messsonde
ULTRASONIC
THICKNESS GAUGE
SN:
POWER: 2 X 1.5V
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Erklärung:
Ein/- Ausschalten
Kalibrierung SchallgeHintergrund- Beleuchtg.
Entertaste
Taste für
Plus;
Taste zum
Minus;
Daten speichern o.
1 Verkoppelungsstatus: zeigt den Verkoppelungsstatus an; Während Messungen
getätigt werden, muss dieses Symbol erscheinen. Wenn dies nicht der Fall ist, hat
das Gerät Probleme, stabile Messungen zu erlangen und es ist sehr wahrscheinlich,
dass Abweichungen auftreten.
2 Einheit: mm oder Inch für die Materialstärke m/s oder in/µ s für die Schallgeschwindigkeit
3 Batterieanzeige: zeigt die Restkapazität der Batterien an
4 Information zum Display: Es ist der ermittelte Materialstärkewert und die Schall-
geschwindigkeit abzulesen und weist auf den laufenden Arbeitsgang hin.
2.1 Erklärung der Tastensymbole
ON
OFF
schwindigkeit
Ein/ Aus
Nulleinstellung
Wechseln der Einheiten
löschen
Scan Modus
Ein/ Aus
Wechsel zw. Pulse-Echo
u. Echo-Echo Modus
3 Vorbereitung zur Inbetriebnahme
3.1 Auswahl des Schallgebers
Mit diesem Gerät können eine Vielzahl von Materialien gemessen werden, angefangen von verschiedenen Metallen über Glas und Plastik. Für diese unterschiedlichen
Materialarten benötigt man daher verschiedene Schallgeber, d.h. US- Messköpfe.
Der korrekte Schallgeber ist ausschlaggebend für den verlässlichen Messerfolg. Die
folgenden Abschnitte erläutern die wichtigen Eigenschaften der Schallgeber und was
beachtet werden sollte, wenn ein Schallgeber für ein bestimmtes Prüfobjekt ausgewählt wird.
Verallgemeinert bedeutet das, der beste Schallgeber für ein Prüfobjekt sollte ausreichende Ultraschallenergie in das zu messende Material senden, sodass ein starkes,
6 TN_EE-BA-d-1812
stabiles Echo im Instrum ent ankommt. Bestimmte Faktoren beeinflussen die Stärke
des Ultraschalls, während er übertragen wird.
Diese sind im Folgenden nachzulesen:
Die anfängliche Signalstärke: Je stärker ein Signal von Anfang an ist, desto stärker
wird auch das zurückkehrende Echo sein. Die anfängliche Signalstärke ist hauptsächlich ein Faktor der Größe des Ultraschallemitters im Schallgeber. Eine stark
aussendende Fläche wird mehr Energie in das Material abgeben als eine schwache.
Folglich sendet ein sogenannter „1/2 Inch“ US-Messsonde ein stärkeres Signal aus
als ein „1/4 Inch“ US- Messsonde.
Aufnahmevermögen und Streuung: Wenn der Ultraschall durch irgendein Material
fließt, wird er teilweise absorbiert. Bei Materialien mit körniger Struktur streuen sich
die Schallwellen. Beide dieser Einf lüsse verringern die Stärke der Schallwellen und
somit die Fähigkeit des Geräts, das zurückkehrende Echo zu erkennen bzw. aufzunehmen. Schallwellen mit höherer Frequenz werden mehr „verschluckt“ als solche
niederer Frequenzen.
So könnte es scheinen, es wäre in jedem Fall besser, einen Messsonde mit niederer
Frequenz zu benutzen, aber diese sind weniger ausrichtbar (gebündelt) als solche
mit hohen Frequenzen. Folglich wäre ein Schallgeber mit hoher Frequenz die bessere Wahl, um kleine Vertiefungen oder Unreinheiten im Material festzustellen.
Geometrie des Schallgebers: Die physikalischen Grenzen des Messumfelds entscheiden manchmal über die Tauglichkeit des Schallgebers für ein bestimmtes Testobjekt. Manche Schallgeber sind einfach zu groß, um in einem fest vorgegebenen
Umfeld benutzt zu werden. Wenn die verf ügbare Oberfläche für den Kontakt mit dem
Schallgeber eingeschränkt ist, benötigt man einen Schallgeber mit einer kleinen Kontaktfläche.
Misst man eine gewölbte Oberfläche, beispielsweise eine Antriebszylinderwandung,
muss auch die Kontaktfläc he des Sc hall g ebers dieser angeglichen sein.
Temperatur des Materials: Wird auf außergewöhnlich heißen Oberflächen gemessen, werden Hochtemperaturschallgeber benutzt. Diese sind so gebaut, dass sie,
ohne Schaden zu erleiden, für spezielle Materialien und Techniken, unter hohen
Temperaturen eingesetzt werden können. Zusätzlich muss bei einer „Null- Kalibrierung“ oder „Kalibrierung bei bekannter Materialstärke“ mit einem Hochtemperaturschallgeber acht gegeben werden.
Die Auswahl des geeigneten Schallgebers ist oft ein Kompromiss zwischen verschiedenen Einflüssen und Eigenschaften. Manchmal ist es notwendig, mehrere
Schallgeber auszuprobieren, bis man schließlich den geeignetsten für das entsprechende Testobjekt findet.
Der Schallgeber ist das „Endstück ’’ des Messgeräts.
Er sendet und empfängt Ultraschallwellen, welche das Gerät benutzt, um die Materialstärke des zu untersuchenden Materials zu messen. Der Schallgeber ist mit dem
Messgerät durch ein Adapterkabel und zwei gleichachsigen Anschlüssen verbunden.
Wenn Scha llgeber benutzt werden, ist das Einstecken der Anschlüsse einfach: entweder passt der Stecker in die Buchse oder in das Gerät selbst.
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Der Schallgeber muss korrekt eingesetzt werden, um akkurate, verlässliche Messergebnisse zu erlangen.
Im Folgenden wird ein solcher kurz beschrieben, gefolgt von einer Gebrauchsanleitung.
Die obere Abbildung stellt die Unteransicht eines typischen Schallgebers dar. Die
zwei Halbkreise sind sichtbar, in der Mitte sichtbar geteilt. Einer der Halbkreise leitet
den Ultraschall in das zu messende Material und der andere leitet das Echo zurück
zum Schallgeber. Wird der Schallgeber auf dem zu messenden Material platziert,
befindet er sich direkt unter dem Zentrum der Stelle, deren Stärke gemessen werden
soll.
Das untere Bild zeigt die Draufsicht eines Schallgebers.
Es wird mit dem Daumen oder dem Zeigefinger von oben auf den Schallgeber gedrückt, um ihn genau platziert zu halten. Es ist nur ein mäßiges Andrücken erforderlich, da seine Oberf läche nur eben auf dem zu messenden Material positioniert werden muss.
Tabelle Nr. 3-1 Passender Wandler
Modell Frequenz
MHz
P5EE 5 12 P-E: 2~600 mm
Φ mm Messbereich Untergrenze Bemerkung
Φ20 mm×3,0 mm Standard-
E-E:3~30/60 mm
messung
3.2 Bedingungen und Vorbereitungen für Oberflächen
Bei jeglicher Art von Ultraschallmessung ist die Beschaffenheit und Rauigkeit der zu
messenden Oberfläche von höchster Bedeutung. Raue, unebene Oberflächen können das Durchdringen der Ultraschallwellen durch das Material einschränken und es
resultieren unstabile, unkorrekte Messergebnisse. Die zu messende Oberfläche sollte sauber und frei von irgendwelchen Substanzen, Rost oder Grünspan sein. Wenn
dies der Fall ist, kann der Schallgeber nicht sauber auf der Oberfläche platziert werden. Oft ist eine Drahtbürste oder ein Schaber hilfreich, die Oberfläche zu säubern.
In extremen Fällen können Bandschleifmaschinen oder dergleichen benutzt werden.
Dabei muss aber ein Ausfugen der Oberfläche vermieden werden, welche eine saubere Platzierung des Schallgebers verhindert. Extrem raue Oberflächen wie das kieselartige Gusseisen lassen sich nur sehr schwer messen. Diese Arten von Oberflächen verhalten sich wie, wenn Licht auf Milchglas strahlt, der Strahl wird gestreut und
in alle Richtungen geschickt. Zusätzlich tragen raue Oberfläche zu einer erheblichen
Abnutzung der Schallgeber bei, besonders in Situationen, in denen er über die Oberfläche „geschrubbt“ wird.
8 TN_EE-BA-d-1812
Sie sollten daher in einem bestimmten Abstand überprüft werden, v. a. bei ersten
Anzeichen von Unebenheiten an der Kontaktfläche. W enn dieser auf der einen Seite
mehr als auf der anderen abgenutzt ist, können die Schallwellen nicht länger senkrecht durch die Materialoberfläche des Testobjekts dringen. In diesem Fall können
kleine Unregelmäßigkeiten im Material nur schwierig gemessen werden, da der
Schallstrahl nicht mehr genau unter dem Schallgeber liegt.
4 Arbeitsweise
4.1 Ein- und Ausschalten
Das Gerät wird durch das Drücken der Taste eingeschaltet. Nach dem Einschalten
wird zuerst ein Kurztest des Displays durchgeführt, indem alle Anzeigesegmente
eingeschaltet werden. Nach 1s werden die aktuelle Einstellung der Schallgeschwindigkeit sowie gegebenenfalls Messbereitschaft angezeigt.
Um das Gerät auszuschalten, ist erneut die Taste zu drücken. Dank dem eingebauten Gerätspeicher bleiben sämtliche Einstellungen dauerhaft erhalten, selbst bei
der Abschaltung der Stromversorgung. Das Gerät ist auch mit einer automatischen
Abschaltfunktion ausgestattet, um die Batterien zu schonen. Wird das Gerät 5 Minuten lang nicht mehr betätigt, so erfolgt die automatische Abschaltung.
4.2 Wahl des Messmodus
Es kommt oft vor, dass beim Einsatz draußen die Dicke von Rohren bzw. Behältern
gemessen werden soll. Vor der Messung muss gewöhnlich die Lackschicht bzw. etwaige andere Schicht entfernt werden. Anderenfalls ist der gewisse Fehler, bedingt
durch die Dicke der jeweiligen Schicht sowie durch die Schallgeschwindigkeit, mit zu
berücksichtigen.
Beim Ultraschall-Dickenmessgerät TN 60-0.01EE kommt dieser Messfehler nicht vor,
denn es verfügt über einen dazu entwickelten Messmodus ‘Echo-Echo’. Die Wahl
des entsprechenden Modus ist sehr einfach und erfolgt durch einen Tastendruck.
Danach ist die Entfernung von Lackschicht bzw. von etwaiger anderer Schicht nicht
mehr erforderlich.
Um das Gerät vom Messmodus ‘Pulse-Echo’ auf ‘Echo-Echo’ umzuschalten, ist le-
diglich die Taste zu drücken.
4.3 Nullkalibrierung
Wichtig! Die Funktion der Nullkalibrierung ist ausschließlich im Messmodus
‘Pulse-Echo’ zugänglich.
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Um die Nullstellung durchzuführen, ist die Taste zu betätigen. Dies geschieht fast
auf dieselbe Weise, wie ein mechanisches Mikrometer nullkalibriert wird. Wenn das
Gerät nicht korrekt nullkalibriert wird, werden alle ausgeführten Messungen durch
diesen falschen Basiswert unkorrekt ausfallen. Wenn das Messgerät nullkalibriert
wird, wird ein festgelegter Fehlerwert gemessen und automatisch bei allen darauffolgenden Messungen korrigiert. Die Vorgehensweise ist wie folgt:
1) Der Schallgeber wird am Messgerät eingesteckt. Es muss geprüft werden, ob
alle Steckverbindungen auch einwandfrei sind. Die Auflagefläche des Schallgebers sollte sauber und frei von jeglichen Fremdkörpern sein.
2) Die Taste ist zu betätigen, um in den Null-Modus zu gelangen.
3) Mit den Tasten und wird der Schallgeber angewählt, welcher aktuell in
Einsatz ist. Bitte vergewissern Sie sich, dass der richtige Schallgeber
angewählt wurde, denn sonst kann es zu Messabweichungen kommen.
4) Es wird nun ein einziger Tropfen des Ultraschall- Kontaktgels auf die
Oberseite der runden Metallplatte auf dem Instrument gegeben.
5) Der Ultraschall-Messkopf ist auf die Metallplatte aufzudrücken und zwar so,
dass er eben auf der Oberfläche aufliegt.
6) Dann wird der Schallgeber von der Metallplatte abgehoben.
Zu diesem Zeitpunkt hat das Gerät den internen Fehlerfaktor erfolgreich berechnet
und wird diesen bei allen darauffolgenden Messungen kompensieren. Wird eine
Nullkalibrierung am Messgerät durchgeführt, wird dieses stets die
Schallgeschwindigkeit der eingebauten Nullplatte im Gerät benutzen, sogar wenn ein
anderer Schallgeschwindigkeitswert eingegeben wurde, um aktuelle Messungen zu
tätigen Obwohl das Gerät die zuletzt durchgeführte Nullkalibrierung beibehält, ist es
generell anzuraten, diese nochmals durchzuführen, wenn man das Messgerät wieder
einschaltet. Dies gilt insbesondere, sobald ein anderer Schallgeber benutzt wird.
Damit geht man sicher,dass das Gerät stets korrekt nullkalibriert wurde.
Mit Drücken der Taste wird die aktuelle Nullkalibrierung unterbrochen und man
kehrt wieder in den Messmodus zurück.
4.4 Kalibrierung der Schallgeschwindigkeit
Um exakte Messungen tätigen zu können, muss dieses auf die Schallgeschwindigkeit des entsprechenden Materials eingestellt werden. Verschiedene Materialien haben verschiedene eigene Schallgeschwindigkeiten. Wird dies nicht getan, werden
alle Messungen mit einem bestimmten Prozentsatz fehlerhaft ausfallen.
Die Einpunkt- Kalibrierung ist die einfachste und gebräuchlichste Vorgehensweise
für Kalibrierungen, welche die Linearität über große Reichweiten (Messbereiche) optimiert. Die Zweipunkt- Kalibrierung erlaubt eine höhere Genauigkeit bei kleinerer
Reichweite, indem die Nulleinstellung und die Schallgeschwindigkeit ausgerechnet
werden.
Anmerkung: Bei Einpunkt- und Zweipunkt- Kalibrierungen müssen vorab Farbe
oder Beschichtung entfernt werden. Bleibt dies aus, wird das Kalibrierergebnis aus
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einer Art „Multimaterial- Schallgeschwindigkeiten“ bestehen und mit Sicherheit nicht
die des tatsächlich zu messenden Mater i al s bes i tzen.
4.4.1 Kalibrierung bei bekannter Materialstärke
Anmerkung: Diese Vorgehensweise erfordert eine Materialprobe des Materials, welches gemessen werden soll, dessen exakte Materialstärke, die z. B. auf irgendeine
Art vorher gemessen wurde.
1) Die Nulleinstellung wird gemacht.
2) Das Mustermaterial wird mit Kopplungsgel versehen.
3) Der US- Messsonde wird auf das Materialstück gedrückt, wobei sicher zu gehen
ist, dass er eben auf der Oberfläche aufliegt. Auf dem Display ist nun ein
Materialstärkenwert abzulesen und das Verkoppelungssymbol sollte erscheinen.
4) Sobald ein stabiler Ablesewert erreicht ist, wird der US-Messsonde wieder
abgehoben. Wenn daraufhin die eben festg estel l te Ma ter i al stär k e von dem Wert,
welcher während der Verkoppelung bestand, abweicht, muss Schritt 3) wiederholt
werden.
5) Die Taste wird gedrückt und somit der Kalibrier- Modus aktiviert. Das MM (oder
IN) Symbol sollte zu blinken beginnen.
6) Mit den Tasten und kann nun die erforderliche Materialstärke (die des
Materialmusters) angepasst werden.
7) Die Taste wird erneut gedrückt und das M/S (bzw. IN/ µS) sollte zu blinken
beginnen. Auf dem Display ist nun der zuvor, anhand der Materialstärke
berechnete Schallgeschwindigkeitswert abzulesen.
8) Zum Verlassen des Kalibriermodus wird die Taste gedrückt und so in den
Messmodus zurückgekehrt. Ab jetzt können Messungen getätigt werden.
4.4.2 Kalibrierung bei bekannter Schallgeschwindigkeit
Anmerkung: Bei dieser Vorgehensweise muss die Schallgeschwindigkeit des zu
messenden Materials bekannt sein.
1) Mit der Taste wird der Kalibrierungs- Modus aktiviert.. Das MM (oder IN)
Symbol sollte zu blinken beginnen.
2) Diese Taste wird wiederholt gedrückt, sodass das Symbol M/S (bzw. IN/ µS)
ebenso aufblinkt.
3) Mit den Tasten und wird der Schallgeschwindigkeitswert nach oben oder un-
ten verändert, bis er dem der Schallgeschwindigkeit des zu messenden Materials
entspricht. Es kann ebenso mit der Taste zwischen den vorgegebenen, allgemein
gebräuchlichen Schallgeschwindigkeiten geschalten werden.
4) Zum Verlassen des Kalibriermodus wird die Taste gedrückt. Ab jetzt können
Messungen getätigt werden.
Um ein möglichst genaues Messergebnis zu erzielen, wird allgemein empfohlen, das
Messgerät mit einer Materialprobe bekannter Materialstärke zu kalibrieren.
Die Materialzusammensetzung an sich (und so die Schallgeschwindigkeit) variiert oft
vom einen zum anderen Hersteller. Die Kalibrierung mit einer Materialprobe bekann-
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ter Materialstärke versichert, dass das Messgerät so exakt wie möglich auf das zu
messende Material eingestellt wurde.
4.4.3 Zweipunkt- Kalibrierung
Diese Vorgehensweise setzt voraus, dass der Anwender zwei bekannte Materialstärkenpunkte des Testm aterials hat und diese repräsentativ für den Messbereich sind.
1) Die Nulleinstellung wird vorgenommen
2) Es wird Verkoppelungsmittel au f das Materialmuster gegeben.
3) Der US- Messsonde wird darauf platziert, (auf dem ersten bzw. zweiten
Kalibrierpunkt) und es wird die korrekte Position des US- Messkopfes auf dem
Materialmuster überprüft. Auf dem Displ ay sollte nun ein (wahrscheinlich
unkorrekter) Messwert angezeigt werden und das Verkoppelungssymbol sollte
erscheinen.
4) Sobald ein stabiler Messwert erreicht ist, wird der Schallgeber abgehoben.
Wenn das Ableseergebnis sich von dem unterscheidet, als der Schallgeber noch
verkoppelt war, muss Schritt 3 wiederholt werden.
5) Die Taste wird gedrückt und das M/S (bzw. IN/ µS) sollte zu blinken beginnen.
6) Mit den Tasten und kann nun die erforderliche Materialstärke am Display
korrigiert werden, bis sie der des Materialmusters entspricht.
7) Die Taste wird betätigt und auf dem Display ersc hei nt 1OF 2. Die Sc hr i tte 3)
bis 6) werden nun für den zweiten Kalibrierungspunkt wiederholt.
8) Die Taste wird gedrückt sodass das M/S (bzw. IN/ µS) zu blinken beginnt.
Das Gerät zeigt jetzt den Schallgeschwindigkeitswert an, den es aufgrund des
Materialstärkewerts, der bei Schritt 6) eingegeben wurde, berechnet hat.
9) Mit nochmaligem Betätigen der Taste wird der Kalibrierungs- Modus verlassen.
Es kann nun mit dem Messen im vorprogrammierten Messbereich begonnen
werden.
4.5 Messungen durchführen
Das Messgerät speichert immer den zuletzt gemessenen Wert, bis ein neuer Wert
hinzukommt.
Damit der Schallgeber einwandfrei funktioniert, dürfen keine Luftbrücken zwischen
seiner Kontaktfläche und der Oberfläche des zu messenden Materials bestehen.
Dies wird mit dem Ultraschallgel, dem „Verkoppelungsmittel“ erreicht. Diese Flüssigkeit „verkoppelt“ oder überträgt die Ultraschallwellen vom Schallgeber ins Material
und wieder zurück. Vor der Messung sollte also ein wenig Koppelungsmittel auf die
zu messende Materialoberfläche gegeben werden. Schon ein einziger Tropfen ist
ausreichend.
Danach wird der US- Messsonde vorsichtig fest auf die Materialoberfläche gepresst.
Das Verkoppelungssymbol und eine Zahl erscheinen im Display. Wenn das Gerät
„sauber eingestellt“ und die korrekte Schallgeschwindigkeit ermittelt wurde, zeigt die
Zahl im Display die aktuelle Materialstärke, direkt unter dem Schallgeber gemessen,
an.
12 TN_EE-BA-d-1812
Falls die Verkoppelungsanzeige nicht erscheint oder die Zahl auf dem Display fraglich ist, muss zuerst überprüft werden, ob sich ausreichend Verkoppelungsmittel an
der Stelle unter dem US- Messsonde befindet und ob dieser flach auf das Material
gesetzt wurde. Manchmal ist es erf orderlich, einen anderen Schallgeber für das entsprechende Material auszuprobieren (Durchmesser oder Frequenz).
Während de r US- Messsonde in Kontakt zu dem zu messenden Material steht, werden pro Sekunde vier Messungen getätigt. Wird er von der Oberfläche abgehoben,
bleibt auf dem Display die letzte Messung bestehen.
Anmerkung: Manchmal wird ein dünner Film des Verkoppelungsmittels zwischen
dem US- Messsonde und der Materialoberfläche mitgezogen, wenn der Messsonde
abgehoben wird. In diesem Fall ist es möglich, dass eine Messung durch diesen
Film gemacht wird, die dann größer oder kleiner ausfällt als sie sollte. Dies ist offensichtlich, denn wenn die eine Messung getätigt wird, während der US- Messsonde
noch platziert ist und die andere, wenn er gerade abgehoben wurde. Dazu kommt,
dass bei Materialien mit dicker Farbe oder Beschichtung stattdessen eher diese als
das beabsichtigte Material gemessen werden. Die Verantwortlichkeit f ür eine saubere Benutzung des Messgerätes im Zusammenhang mit dem Erkennen dieser Phänomene bleibt letztlich dem Benutzer vorenthalten.
4.6 Scan-Modus (Ultraschallbild- Modus)
Während das Gerät sich in Einzelpunktmessungen hervorragend auszeichnet, ist es
manchmal erstrebenswert, eine größere Fläche zu untersuchen, um nach der dünnsten Stelle zu suchen. Dieses Gerät besitzt eine Scan- Modus Ausstattung, mit der
genau das möglich ist.
Bei normaler Arbeitsweise werden pro Sekunde vier Messungen getätigt, was bei
Einzelmessungen sehr angebracht ist. Im Scan- Modus sind dies zehn Messungen
pro Sekunde und die Ableseergebnisse werden auf dem Display angezei gt. Während
der Schallgeber mit dem zu messenden Material in Kontakt ist, sucht das Gerät automatisch nach dem kleinsten Messwert. Der Schallgeber kann über die Oberfläche
„geschrubbt“ werden, denn kurze Unterbrechungen des Signals werden ignoriert. Bei
Unterbrechungen, die länger als zwei Sekunden dauern, wird der kleinste gefundene
Messwert angezeigt. Wird der Schallgeber abgehoben, wird ebenso der kleinste gefundene Messwert angezeigt.
Wenn der Scan- Modus ausgeschalten wird, wird der Einzelpunkt- Messmodus automatisch eingeschalten.
Der Scan- Modus ist wie folgt auszuschalten:
Die Taste wird betätigt, um diesen ein- bzw. auszuschalten. Auf dem Bildschirm
erscheint der aktuelle Zustand des Scan- Modus.
4.7 Die Auflösung ändern
Die Geräte der Serie TN_EE haben zwei wählbare Bildschirmauflösungen, und zwar
0,1mm und 0,01mm.
TN_EE-BA-d-1812 13
Wird nach dem Einschalten die Taste gedrückt, kann die für Auflösung zwischen
„hoch“ (high) und „niedrig“ (low) entschieden werden.
4.8 Die Einheiten wechseln
Ausgehend vom Messmodus kann die Einheit gewechselt werden, indem die Taste
gedrückt wird und zwischen mm (metrisch) und Inch (engl.) gewählt werden kann.
4.9 Speichermanagement
4.9.1 Einen Ablesewert speichern
Die Messwerte können mit 20 Dateien (F00-F19) im Gerät gespeichert werden. Für
jede Datei gibt es mindestens 100 Register (Materialstärkewerte), die gespeichert
werden können. Wenn die Taste gedrückt wird, nachdem ein neuer Ablesewert
erscheint, wird die gemessene Materialstärke in der aktuellen, laufenden Datei gespeichert. Soll die Datei gewechselt werden, in der die Messwerte gespeichert werden, ist wie folgt vorzugehen:
1) Mit der Taste wird die Datensammelfunktion aktiviert und der laufende
Dateiname sowie die Gesamtzahl aller Datensätze der Datei sind abzulesen.
2) Mit der Taste und wird die gewünschte Datei als die aktuelle festgelegt.
3) Mit der Taste kann dieses Programm jederzeit verlassen werden.
4.9.2 Den Inhalt einer speziellen Datei löschen
Es kann ebenso der Inhalt einer Datei vollständig gelöscht werden, welches dem
Anwender ermöglicht, eine neue Liste von Messungen unter der Speicherstelle L00
anzulegen. Die Vorgehensweise ist wie folgt:
1) Mit der Taste wird die Messdatenerfassungsfunktion aktivier t und der laufende
Dateiname sowie die Gesamtzahl aller Datensätze der Datei ist abzulesen.
2) Mit der Taste und kann in der Datei hin- und her geblättert werden,
bis die entsprechende Datei gefunden worden ist.
3) Bei der gewünschten Datei wird die Taste betätigt und der Inhalt wird
automatisch gelöscht. Auf dem Display erscheint das Sy mbol „-DEL“.
4) Mit der Taste kann das Messdatenerfassungs-Programm jederzeit verlassen
und in den Messmodus zurückgekehrt werden.
4.9.3 Eintragen/ Löschen gespeicherter Datensätze
Diese Funktion erlaubt dem Anwender, einen Datensatz in einer gewünschten, vorher gespeicherten, Datei, einzutragen bzw. zu löschen. Folgende Schritte sind zu
tun:
1) Mit der Taste wird die Messdatenerfassungsfunktion aktivier t und der laufende
Dateiname sowie die Gesamtzahl aller Datensätze der Datei ist abzulesen.
2) Mit der Taste und wird die gewünschte Datei hervorgesucht.
3) Mit der Taste wird die gewünschte Datei geöffnet und auf dem Display erscheint
der laufende Datensatz (z.B. L012) und der Inhalt dessen.
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4) Mit der Taste und wird der gewünschte Datensatz hervorgesucht.
5) An der gewünschten Stelle wird die Taste gedrückt.
Dieser wird nun automatisch gelöscht und auf dem Display erscheint „-DEL“.
6) Mit der Taste kann dieses Programm jederzeit verlassen und in den
Messmodus zurückgekehrt werden.
4.10 EL Hintergrundbeleuchtung
Hiermit lässt es sich auch in dunklem Umfeld arbeiten. Mit der Taste wird die Hintergrundbeleuchtung aktiviert und deaktiviert, sobald das Messgerät eingeschaltet
wurde. Da das EL- Licht viel Strom verbraucht, sollte es nur bei Bedarf eingeschaltet
werden.
4.11 Batterieinformation
Es werden zwei AA Alkaline Batterien als Energiequelle benötigt. Nach mehreren
Stunden Gebrauch der Batterien erscheint auf dem Display das Symbol . Je größer der schwarze Anteil im Symbol, desto voller ist der Akku noch. Wenn die Batteriekapazität erschöpft ist, erscheint folgendes Symbol und beginnt zu blinken.
Jetzt sollten die Batterien gewechselt werden.
Beim Wechsel muss unbedingt auf die Polarität acht gegeben werden.
Wird d as Gerät für einen längeren Zeitraum nicht benutzt, sollten die Batterien entnommen werden.
4.12 Automatische Abschaltung
Das Gerät besitzt eine automatische Abschaltfunktion zur Schonung der Batterien.
Wird länger als 5 Minuten keine Taste betätigt, schaltet es automatisch ab.
Es schaltet ebenso ab, wenn zu weni g Batteriespannung besteht und der Akku nahezu erschöpft ist.
4.13 Grundeinstellung des Systems herstellen (Reset)
Die Taste wird während des Einschaltens gedrückt, um die Fabrikeinstellungen
herzustellen. Alle Speicherdaten werden hiermit auch gelöscht. Diese Vorgehensweise kann hilfreich sein, wenn die Kenngröße im Messgerät unbrauchbar geworden
ist.
4.14 Verbindung zum Computer
Das Gerät ist mit einem USB-Anschluss ausgestattet. Mit einem zusätzlichen Kabel
kann das Gerät mit dem Rechner bzw. mit einem externen Speichermedium verbunden werden. Die im Messgerät abgespeicherten Messdaten können an den Rechner
über den USB-Anschluss übertragen werden. Detaillierte Informationen über die
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Kommunikationssoftware und deren Anwendung sind der betreffenden SoftwareBedienungsanleitung zu entnehmen.
5 Wartung
Falls an Ihrem US- Materialdickenmessgerät irgendwelche außergewöhnlichen Probleme auftauchen, sollte daran bitte nichts auf eigene Verantwortung repariert, ausgetauscht oder abmontiert werden. Bitte kontaktieren Sie uns in solch einem Fall per EMail oder telefonisch, um die weitere Vorgehensweise mit dem Service zu besprechen. Die Wartung wird dann von uns schnellstmöglich durchgeführt.
6 T ransport und Aufbewahrung
Das Messgerät darf keinen Vibrationen, starken magnetischen Feldern, zersetzendem Medium oder Staub ausgesetzt sein und keinen groben Umgang erfahren. Es
sollte bei normaler Temperatur aufbewahrt werden.
Anhang A Bemerkungen zur Anwendung
Das Messen von Rohren und Schlauchmaterial
Wird ein Stück Rohr gemessen, um die Stärke der Rohrwand festzustellen, ist die
Positionierung des Schallgebers wichtig. Ist der Durchmesser des Rohres größer als
4 Inch, sollte die Position des Schallgebers auf dem Rohr derart sein, dass der Einschnitt auf der Kontaktfläche senkrecht (perpendikulär) zu der langen Achse des
Rohres verläuft.
Bei kleineren Rohrdurchmessern sollten zwei Messungen auf derselben Stelle
durchgeführt werden, und zwar eine mit dem Einschnitt auf der Kontaktfläche senkrecht zur langen Achse und die andere parallel zu dieser. Der kleinere Messwert dieser beiden Messungen wird dann als der exakte Messwert dieser Stelle genommen.
Das Messen beschichteter Materialien
Beschichtete Materialien sind etwas Besonderes, da ihre Dichte (und deshalb auch
Schallgeschwindigkeit) von einem zum anderen Stück beträchtlich variieren kann.
Selbst durch eine einzige Oberfläche können merkliche Unterschiede in der Schallgeschwindigkeit festgestellt werden. Die einzige Möglichkeit, zu einem genauen
Messergebnis zu kommen, ist, zuvor eine Kalibrierung auf einem Materialmuster bekannter Materialstärke durchzuführen. Dieses sollte idealer Weise aus demselben
Stück wie das zu messende Material sein, zumindest von derselben Fertigungsreihe.
Mit Hilfe der „Vorab - Kalibrierung“ werden die Abweichungen auf ein Minimum re duziert.
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Ein zusätzlich wichtiger Faktor beim Messen von beschichteten Materialien ist, dass
jegliche eingeschlossene Luftlücke eine vorzeitige Reflexion des Ultraschallstrahls
bewirkt. Dies wird in einer plötzlichen Abnahme der Materialstärke bemerkbar. Während dies einerseits die exakte Messung der gesamten Materialstärke verhindert,
wird der Anwender positiverweise auf Luftlücken in der Beschichtung hingewiesen.
Messung über Lackschichten bzw. über etwaige andere Schichten
Die Möglichkeit der Messung über Lackschicht bzw. über etwaige andere Schichten
ist eine außergewöhnliche Funktion des Gerätes. Sie ist auch sehr wichtig, denn die
Geschwindigkeit der Schallausbreitung in der Lackschicht/in anderer Schicht von der
Geschwindigkeit der Schallausbreitung im jeweiligen Stoff, für welchen die Messung
der Dicke zu erfolgen hat, abweicht. Ein gutes Beispiel dafür ist ein Rohr aus Weichstahl mit einer Schicht von ca. 0,6 mm Dicke. Die Geschwindigkeit der Schallausbreitung für das Rohr beträgt 5920 m/s, und für die Lackschicht 2300 m/s. Wird das
Messgerät auf die Messung der Dicke eines Rohres aus Weichstahl eingestellt und
dann die Messung über beide Stoffe durchgeführt, so wird die Schichtendicke aufgrund der Unterschiede in der Geschwindigkeit der Schallausbreitung 2,5-mal größer
als tatsächlich sein. Solch ein Fehler kann vermieden werden, indem man den
Messmodus ‘Echo-Echo’ wählt, der zur Messung unter solchen Umständen bestimmt
ist. In diesem Messmodus wird die Dicke der Lackschicht/etwaiger anderen Schicht
völlig außer Acht gelassen und die Messung konzentriert sich ausschließlich auf
Stahl.
Materialeignung
Ultraschall- Materialstärkenmessungen basieren darauf, dass ein Schall durch das
zu messende Material geschickt wird. Nicht alle Materialien sind dafür geeignet. Die
Ultraschallmessung kann praktisch für eine Vielzahl von Materialien angewandt werden einschließlich Metalle, Plastik und Glas. Schwierige Materialien sind manche
Gussmaterialien, Beton, Holz, Fiberglas und manche Gummiarten.
Koppelungsmittel
Alle Ultraschallanwendungen erfordern ein Medium, um den Schall vom Schallgeber
zum Testmaterial zu übertragen. Typischerweise ist dies ein sehr zähflüssiges Mittel.
Der Ultraschall kann nicht effizient durch Luft übertragen werden.
Es wird eine Vielzahl von Koppelungsmitteln benutzt. Für die meisten Anwendungen
ist Propylen Glycol zu verwenden. Bei schwierigen Anwendungen wird Glycerin empfohlen, da hier eine maximale Schallübertragungs- stärke gefordert ist. Jedoch kann
Glycerin bei einigen Metallen Korrosion durch Wasseraufnahme entstehen.
Andere Koppelungsmittel für Messungen bei normalen Temperaturen können Wasser, verschiedene Öle oder Fette, Gels und Silikonflüssigkeiten enthalten. Messungen bei hohen Temperaturen erfordern spezielle Hochtemperatur- Koppelungsmittel.
Bezeichnend bei der Ultraschallmessung ist, dass das Gerät eher das zweite als das
erste Echo von der hinteren Oberfläche des zu messenden Materials benutzt, wenn
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es sich im Standard Pulse- Echomodus befindet. Dies resultiert in einem
Ableseergebnis, das zweimal so groß ist, wie es sein sollte.
Die Verantwortlichkeit für eine angemessene Benutzung des Messgerätes und das
Erkennen dieser Phänomene liegen ausschließlich beim Anwender selbst.
Anmerkung:
Um in die CE Erklärung einsehen zu können, klicken Sie bitte auf folgenden Link:
https://www.kern-sohn.com/shop/de/DOWNLOADS/
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