Sauter TU 230-0.01US User guide [de]

Sauter GmbH

Ziegelei 1
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Betriebsanleitung

TU_US

ULTRASCHALL MATERIALDICKEN­MESSGERÄT

Modell: TU-US

Inhaltsübersicht

1. Allgemeine Übersicht

1.1 Technische Daten

1.2 Allgemeine Funktionen

1.3 Messprinzip

1.4 Aufbau

1.5 Umgebungsbedingungen

2. Konstruktionsmerkmale

2.1 Äußere Geräteansicht

2.2 Teile des Hauptkörpers

2.3 Digitales Display

2.4 Beschreibung des Bedienfeldes

3. Vorbereitung zur Inbetriebnahme

3.1 Auswahl des Schallgebers

3.2 Bedingungen und Vorbereitungen für Oberflächen

4. Arbeitsweise

4. 1 Ein- und Ausschalten

4. 2 Schallgeber Einstellung

4. 3 Nulleinstellung

4. 4 Schallgeschwindigkeit

4. 5 Messungen werden getätigt

4. 6 Zweipunkt- Kalibrierung

4. 7 Der Ultraschallbild- Modus (Scan- Modus)

4. 8 Grenzwert setzen

4. 9 Auflösung

4.10 Einheitsskala

4.11. Speichermanagement

4.12 Datenausdruck

4.13 Systemeinstellung

4.14 Systeminformation

4.15 EL Hinterleuchtetes Display

4.16 Batterieinformation

4.17 Automatische Abschaltung (Auto- Power Off)

4.18 Grundeinstellung des Systems (Reset)

4.19 Verbindung zum PC

5. Bedienung des Menus

5.1 Zugang zum Hauptmenu

5.2 Zugang zum Untermenu

5.3 Das Parameter wechseln

5.4 Numerische digitale Eingabe

5.5 Speichern und Verlassen des Menus

5.6 Löschen und Verlassen des Menus

6. Wartung

7. Transport und Aufbewahrung
Anhang A Schallgeschwindigkeiten
Anhang B Bemerkungen zur Anwendung

8. Konformitätserklärung

1. Allgemeine Übersicht

Das Modell TU-US ist ein digitales Ultraschall Material­dickenmessgerät. Es basiert auf denselben Bedienungs­prinzipien wie SONAR. Mit dem TU-US kann die Material­dicke verschiedenster Materialien mit einer Messgenauig­keit von bis zu 0,01mm bzw. 0,001 inch gemessen
werden. Es kann für eine Vielzahl metallischer und nicht­metallischer Materialien eingesetzt werden.

1.1 Technische Daten

Display: 128x64 dot matrix LCD mit EL Hintergrundlicht

Messbereich: 0,75 bis 300mm (bei Stahl)

- TU 80-0.01, das TU 230-0.01 US sowie
das TU 300-0.01 messen durchgehend
mit einer Auflösung von 0.01

Messbereich der Schallgeschwindigkeit: 1000 bis 9999m/s

Auflösung: ± (0,5% Materialdicke + 0,04) mm

Einheiten: metrische u. engl. Einheit (mm/ inch) wählbar

- Vier Messwert Ablesungen pro Sekunde sind bei Einzel-
punktmessung und zehn pro Sekunde beim
Ultraschallbild- Modus möglich.

- Speicher für 20 Dateien ( bis zu 99 Werte für jede Datei)
für gespeicherte Werte.

- Der oberste und unterste Grenzwert kann voreingestellt
werden. Ein automatischer Signalton gibt an, wenn der
Wert den Grenzwert über- bzw. unterschritten hat.

Stromversorgung: 2x AA 1,5V Alkaline Batterien;
damit ca. 100 Std. Betriebszeit
(ohne hinterleuchtetem Display)

PC- Verbindung: mit RS-232 Verbindungsadapter

Gehäuse: Fließgepresstes Aluminiumgehäuse für den
Gebrauch auch unter rauen Umgebungsbe­ Dingungen („im Feld“) verwendbar.

Abmessungen: 132mm x 76,2mm
Gewicht: 345g

1.2 Allgemeine Funktionen

- Es können mit einer weiten Palette von Materialien
Messungen getätigt werden, einschließlich Metallen,

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2

tv

H





Nr. Bezeichnung

Men
ge

Notiz

Stan­dard
Ausstatt
ung

1

Hauptkörper

1

2

Schallgeber

1

Mo­dell
N05/
90° 3 Kopplungsmittel

1

4

Transportkoffer

1 5

Bedienungsanleitung

1 6

Schraubenzieher

1 7

Alkaline Batterie

2

Gr.AA

Optional
Zusatz­Ausstatt
ung

8

Schallgeber: N02

s. Tab.
3-1

9

Schallgeber: N07

10

Schallgeber: HT5

11

Mini Thermaldrucker

1 12

Druckerkabel

1

13

Data Pro für Material­dickenmessgerät

1

für PC
14

Kommunikationskabel

1

M T 2 0 0

M i T e c h

2

1

8. E nt er

Mi Te ch In c. L td

5. S w itch S ele ctio n

6. S av e/D el ete

7. E xi t

3

M i T e c h

4

8

2. P ow er O n/O ff

PO WE R : 2 X 1.5 V

4. P ro be Ze ro

OP ER AT IO N G U IDE

1. P lu g in th e t ran sd uce r

3. B ac kli ght On /O ff

TH IC KN E SS G A UG E

M T 2 0 0

2

9

5

6

SN :

7

10

Plastik, Keramik, Verbundwerkstoffe, Epoxid, Glas und
andere Ultraschallwellen leitende Materialien.

- Es stehen vier Schallgebermodelle für spezielle
Anwendungen zur Verfügung einschließlich für
grobkörniges Material und Hochtemperatur­Anwendungen.

- Nulleinstellungsfunktion des Messkopfes,

- Schallgeschwindigkeit- Kalibrierungsfunktion

- Zweipunkt- Kalibrierungsfunktion

- zwei Arbeitsmethoden: Einzelpunktmodus und
Ultraschallbild- Modus (Scan- Modus)

- Koppelungsstatusanzeige zeigt den Koppelungsstatus
an.

- Die Batterieinformation zeigt die Restkapazität der
Batterie an.

- „Auto sleep“ und „Auto power off“ Funktion zur
Batterieschonung.

- Software auf Wunsch erhältlich, um Speicherdaten auf
den PC zu übertragen.

- Mini Thermodrucker auf Wunsch erhältlich, um die
gemessenen Daten über den RS-232 Verbindungsadapter
auszudrucken.

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 Hin- und Rückweg darstellt), und
dann mit der Schallgeschwindigkeit des entsprechenden
Materials multipliziert. Das Ergebnis wird mit der folgenden
Formel ausgedrückt:

H -- Materialdicke des Testobjekts
v -- Schallgeschwindigkeit des entsprechenden Materials
t -- die gemessene Transit- Zeit für des Schalls

1.4 Ausstattung

Tabelle 1-1

TU_US-BA-d-1212 2

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. Konstruktionsmerkmale

2.1 Äußere Geräteansicht

1= Hauptkörper
2= Schallgeber (US- Messkopf)

2.2 Teile des Hauptkörpers

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Ein- u. Ausschal­ten des Geräts

Verlassen
der laufen­den Auswahl

Ein- u. Ausschal­ten des Hinter­grundlichts

Enter- Taste

US-Messkopf
Nulleinstellg.

vorrollen

Umschalten
zwischen den
Eintragungen

zurückrollen

Daten speichern
oder Daten
löschen

Betriebsanzeige

1 Kommunikationsbuchse
2 Aluminiumgehäuse
3 Gurthalterungsloch
4 Batterieabdeckung
5 Tastenfeld
6 LCD Display
7 Buche für US- Messkopf (keine Polung)
8 Nullplatte für US- Messkopf

3. Digitales Display

Mat.dickenab- Batterieanzeige
lesung

Verkoppelungsstatus Einheitenanzeige

Dateiname Schallgeschwindigkeit

Protokollnr./ Zählwerk Schallgebermodell

Batterieanzeige: zeigt die Restkapazität der Batterien an

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.

Betriebsanzeige: zeigt an, ob das Gerät eingeschaltet ist.
FIL: Dateiauswahl
PRB: Schallgeber aktiv
VEL: Schallgeschwindigkeitswechsel
CAL: Kalibrierung der Schallgeschwindigkeit
DPC: Zweipunktkalibrierungsstatus
ZER: Nullstatus des Messkopfes
SCA: zeigt an, dass die laufende Materialdickenmessung
im SCAN- Modus erfolgt und nicht im Einzelpunktmodus.

Dateiname: bezeichnet die laufende Datei

Protokollnr./ Zählwerk: zeigt die laufende Protokollnummer
an, wenn erleuchtet, oder es wird die Anzahl der
Gesamtprotokolle gezählt, wenn nicht erleuchtet.

Schallgebermodell: der momentan eingesetzte US­Messkopf ist ersichtlich.

Schallgeschwindigkeit: zeigt die aktuelle Schallgeschwin­digkeit an.

Materialdickenablesung: Am Display erscheint der einfach

gemessene Wert. ↑ bedeutet, dass das obere Messlimit er­Reicht wurde. ↓ bedeutet, das untere Messlimit wurde

erreicht.

Einheitenanzeige: Wenn das mm- Symbol aufleuchtet,
wird die Materialstärke in mm und die Schallgeschwin­digkeit in m/s gemessen.
Erscheint das inch- Symbol, wird die Materialstärke in inch
gemessen und die Schallgeschwindigkeit in inch/s.

2.4 Beschreibung des Bedienfeldes

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 Mess-
erfolg. Die folgenden Abschnitte erläutern die wichtigen
Eigenschaften der Schallgeber und was beachtet werden
sollte, wenn ein Schallgeber für ein bestimmtes Arbeits­objekt ausgewählt wird.
Verallgemeinert bedeutet das, der beste Schallgeber für
ein Arbeitsobjekt sollte ausreichende Ultraschallenergie
in das zu messende Material senden, sodass ein starkes,
stabiles Echo im Instrument 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-Messkopf ein stärkeres Sig-
nal aus als ein „1/4 inch“ US- Messkopf.

TU_US-BA-d-1212 3

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Mod
ell

Freq
MHZ

Durc
hm.
mm

Messbereich

Untere
Grenze

Beschreibung

N02 2 22

3.0mm～300.0
mm(Stahl）
40mm (graues
Gusseisen
HT200)

20

Für dicke, hoch
dämpfende o.
hoch streuende
Materialien

N05 5 10

1.2mm～230.0
mm (Stahl)

Φ20mm×

3.0mm

Normale
Messung

N05
/90°

5

10

1.2mm～230.0
mm(Stahl）

Φ20mm×

3.0mm

Normale
Messung

N07 7 6

0.75mm～80.0
mm
(Stahl）

Φ15mm×

2.0mm

Für dünnes o.
wenig
gebogenes
Rohrmaterial

HT5 5 14

3～200mm
(Stahl)

30

Für hohe
Temp.­messungen(nie
drieger 300°C)

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 Einflüsse 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 Messkopf 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 verfügbare 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 Kontaktfläche
des Schallgebers 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 Schallge­ber benutzt werden, ist das Einstecken der Anschlüsse
einfach: entweder passt der Stecker in die Buchse oder in
das Gerät selbst.
Der Schallgeber muss korrekt eingesetzt werden, um
akkurate, verlässliche Messergebnisse zu erlangen.
Im Folgenden wird ein solcher kurz beschrieben, gefolgt
von einer Gebrauchsanleitung.

TU_US-BA-d-1212 4

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.

Die 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 Oberfläche nur eben auf dem zu messenden
Material positioniert werden muss.

Tabelle 3-1 Auswahl des Schallgebers (US- Messkopfes)

3.2 Bedingungen und Vorbereitungen für Oberflächen

Bei jeglicher Art von Ultraschallmessung ist die Beschaf-
fenheit und Rauigkeit der zu messenden Oberfläche von
höchster Bedeutung. Raue, unebene Oberfläche 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