Sauter TU 230-0.01US User guide [de]

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Sauter GmbH
Ziegelei 1 D-72336 Balingen E-Mail: info@sauter.eu
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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
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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.
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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.
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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
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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. Sie sollten daher in einem bestimmten Abstand überprüft werden, v. a. bei ersten Anzeichen von Unebenheiten an der Kontaktfläche. Wenn 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- u. Ausschalten
Das Gerät wird durch die Ein- u. Ausschalttaste ein- bzw. ausgeschalten. Beim allerersten Einschalten wird der Modelltyp, Herstellerinformation und die Seriennummer eingeblendet, bevor der Bildschirm für die Messungen erscheint. Im Gerät befindet sich ein spezieller Speicher, in dem alle Messungen hinterlegt werden, selbst nach dem Ausschalten.
4.2 Schallgeber Einstellung
Der Schallgeber sollte vor der ersten Messung „voreingestellt“ werden. Dies dient als zusätzliches Hilfsmittel und ermöglicht dem Benutzer zwischen den einzelnen Modellen den für die Messanforderungen (frequenz- und durchmesserabhängig) richtigen Schallgeber zu wählen.
1) Auf dem Bedienfeld wird die Taste (li. unten) mehr- mals gedrückt, um das Schallgebermodell zu aktivieren.
2) Mit der Taste oder der Taste werden die verschiedenen Modelle angezeigt.
3) Zum Verlassen wird die Taste gedrückt. Die Schallgebermodell Einstellung kann ebenso im Menu geändert werden, siehe Kapitel 5.
4.3 Nulleinstellung
Die Taste wird benutzt, um die Nulleinstellung des Messgerätes durchzuführen. Wird dies nicht korrekt getan, können alle getätigten Messungen falsch ausfallen. Wenn das Gerät die Nulleinstellung erfährt, wird der festgelegte Fehlerwert gemessen und für alle darauffol­genden Messungen automatisch korrigiert. Die Vorgehensweise ist wie folgt:
1) Das Gerät muss eingeschaltet und die Zweipunktkali­ brierung inaktiv sein. Die Nulleinstellung ist bei dieser nämlich nicht möglich.
2) Der Schallgeber (US- Messkopf) wird eingesteckt und die Anschlüsse der Stecker werden überprüft. Die Kontaktfläche des Schallgebers muss sauber sein.
3) Das derzeit benutzte Schallgebermodell wird im Gerät eingespeichert.
4) Es wird nun ein Tropfen Koppelungsmittel auf die metallene Nullplatte gegeben.
5) Der US- Messkopf wird vorsichtig auf die Nullplatte gedrückt.
6) Während der US- Messkopf jetzt durch das Gel auf der Nullplatte in direktem Kontakt mit dieser steht, wird die
Taste gedrückt. ’’ZER“ erscheint auf dem Display,
während das Gerät den „Nullpunkt“ errechnet.
7) Wenn das Symbol ’’ZER“ verschwindet, wird der US- Messkopf von der Nullplatte abgehoben. Nun hat das Gerät den anfänglichen Fehlerfaktor erkannt und wird mit diesem alle darauf folgenden Messungen ab­gleichen. Bei der Nulleinstellung wird das Gerät stets die Schallgeschwindigkeit der eingebauten Nullplatte benutzen, auch wenn vorher andere Werte eingegeben wurden, um aktuelle Messungen zu tätigen. Obwohl die letzte Nulleinstellung gespeichtert wird, ist es doch empfehlenswert, diese nach jedem Einschalten erneut durchzuführen, ebenso wenn ein anderer Schallgeber verwendet wird. Dies lässt sichergehen, dass das Gerät immer korrekt eingestellt wurde.
Mit dem Drücken der Taste wird die laufende Nulleinstellung abgebrochen.
4.4 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 gebräuchlichste Vor­gehensweise, die Linearität über eine große Reichweite zu optimieren. Die Zweipunkt- Kalibrierung erlaubt eine höhere Genauigkeit bei kleinerer Reichweite, indem die Nulleinstellung und die Schallgeschwindigkeit ausgerech­net wird.
Anmerkung: Bei Einpunkt- und Zweipunkt­Kalibrierungen müssen vorab Farbe oder Beschichtung
entfernt werden. Bleibt dies aus, wird das Kalibrierergebnis aus einer Art „Multimaterial- Schallgeschwindigkeiten“ bestehen und mit Sicherheit nicht die des tatsächlich zu messenden Materials besitzen.
4.4.1 Kalibrierung mit 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.
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3) Der US- Messkopf wird auf das Materialstück gedrückt. Auf dem Display ist nun ein Materialstärkenwert abzule­ sen und das Verkoppelungssymbol erscheint.
4) Sobald ein stabiler Ablesewert erreicht ist, wird der US- Messkopf wieder abgehoben. Wenn sich daraufhin die eben festgestellte Materialstärke von dem Wert, der während der Verkoppelung bestand, verändert, muss Schritt 3) wiederholt werden.
5) Mit den Tasten und kann nun die erforderliche Materialstärke (die des Mat.musters) angepasst werden.
6) Die Taste wird gedrückt und der berechnete Schallgeschwindigkeitwert erscheint anhand der Materialstärke, die zuvor eingespeichert wurde.
7) Zum Verlassen des Kalibriermodus wird die Taste gedrückt. Ab jetzt können Messungen getätigt werden.
4.4.2 Kalibrierung bei bekannter Schallgeschwindig­ keit Anmerkung: Bei dieser Vorgehensweise muss die
Schallgeschwindigkeit des zu messenden Materials be­kannt sein. Eine Tabelle der geläufigsten Materialien ist in Anhang A dieser Bedienungsanleitung einzusehen.
1) Die Taste wird mehrmals gedrückt, um zum Element „Schallgeschwindigkeit“ zu gelangen.
2) Mit der Taste kann zwischen den voreingestellten Schallgeschwindigkeiten gewechselt werden. Die voreingestellte Schallgeschwindigkeit lässt sich,
fallls erforderlich, mit den Tasten und nach oben und unten überschreiben, bis der gewünschte Wert des zu messenden Materials erreicht ist. Dies ist beispiels­ weise notwendig, wenn es, wie bereits erwähnt, Abweichungen in der Materialzusammensetzung von (Hersteller zu Hersteller) für ein und dasselbe Material gibt.
3) Zum Verlassen des Kalibriermodus wird die Taste gedrückt. Ab jetzt können Messungen getätigt werden. Eine andere Methode, das Gerät mit einer bekannten Schallgeschwindigkeit zu kalibrieren, ist wie folgt:
1) Man geht in das {Test Set} → {Velocity Set} Untermenu, die Taste wird gedrückt, um ins Schallgeschwindig-
keitsmenu zu gelangen.
2) Die Taste wird mehrmals gedrückt, bis die veränderbare numerische Ziffer erreicht wird.
Mit den Tasten / wird der Zahlenwert nach oben bzw. nach unten verändert, bis er dem der Schallge­ schwindigkeit des zu prüfenden Materials entspricht. Im Gerät ist eine automatische Wiederholungsfunktion eingebaut, sodass, wenn die Taste gedrückt gehalten bleibt, sich die Zahlenwerte im gleichen Abstand auf­ addieren bzw. sich stufenweise verringern.
3) Mit der Taste wird bestätigt oder mit der Taste wird die Kalibrierung abgebrochen.
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 bekannter Materialstärke versichert, dass das Messgerät so exakt wie möglich auf das zu messende Material eingestellt wurde.
4.5 Messungen werden getätigt
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- Messkopf vorsichtig fest auf die Materialoberfläche gepresst. Das Verkoppelungssymbol und eine Zahl erscheint 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. 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- Messkopf befindet und ob dieser flach auf das Material gesetzt wurde. Manchmal ist es erforderlich, einen anderen Schallgeber für das entsprechende Material auszuprobieren (Durchmesser oder Frequenz). Während der US- Messkopf 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- Messkopf und der Materialoberfläche mitgezogen, wenn der Messkopf 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- Messkopf 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 für eine saubere
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Benutzung des Messgerätes im Zusammenhang mit dem Erkennen dieser Phänomene bleiben letztlich dem Benutzer vorenthalten.
4.6 Zweipunkt- Kalibrierung
Diese Vorgehensweise setzt voraus, dass der Anwender zwei bekannte Materialstärkenpunkte des Testmaterials hat und diese repräsentativ für den Messbereich sind.
1) Auf dem {Test Set} → {2- Point Cal} Untermenu wird die Taste gedrückt, um die Zweipunkt- Kalibrierung
Einzuschalten. Dann wird das Menu verlassen, um auf den Bildschirm des Messgerätes zu kommen. „DPC“ erscheint auf dem Display.
2) Die Taste wird gedrückt, um mit der Kalibrierung zu beginnen. Die Folge ’’NO1“ erscheint, welches die ers- te Messstelle anzeigt.
3) Es wird Verkoppelungsmittel auf das Materialmuster ge­ geben.
4) Der US- Messkopf wird darauf platziert, (auf dem ersten bzw. zweiten Kalibrierpunkt) und es wird die korrekte Po­ sition des US- Messkopfes auf dem Materialmuster überprüft. Auf dem Display sollten nun ein Messwert angezeigt werden und das Verkoppelungssymbol sollte erscheinen.
5) Sobald ein stabiler Messwert erreicht ist, wird der Schallgeber abgehoben. Wenn das Ableseergebnis sich von dem unterscheidet, als der Schallgeber noch ver­ koppelt war, muss Schritt 4 wiederholt werden.
6) Die Messung der Materialstärke wird nach oben und unten mit den Tasten / verändert, bis die
Materialstärke des Materialmusters gefunden ist.
7) Zur Bestätigung wird die Taste gedrückt. Die Anzei­ ge springt auf ’’NO2“ und der zweite Kalibrierpunkt kann gemessen werden.
8) Die Schritte 3 bis 7 werden wiederholt. Die Anzeige Springt zurück auf ’’DPC“. Nun ist das Gerät bereit, Messungen in seinem Messbereich zu tätigen.
4.7 Der Ultraschallbild- Modus ( Scan- 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 angezeigt. 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.
Im {Test Set} → {Work Mode} Menu ist die Taste zu drücken, um zwischen dem Einzelpunkt- Messmodus und Dem Scan- Modus zu wechseln.
4.8 Grenzwert setzen
Dies ermöglicht dem Benutzer während der Messung einen hör- und sichtbaren Parameter zu setzen. Wenn eine Messung jenseits des Grenzwertes liegt, die der Benutzer festgelegt hat, wird ein Signalton ertönen, sobald dieser aktiviert wurde. Dies verbessert die Geschwindigkeit und Effektivität der Messungen, da nicht dauernd auf das Display geschaut werden muss. Im Folgenden wird beschrieben, wie diese Option hergestellt wird:
1) Im {Test Set} → {Tolerance Limit} Menu wird die Taste gedrückt, um den Befehl zu aktivieren.
2) Mit der Taste und den Tasten und wird der
obere und untere Grenzwert zu dem gewünschten Messwert festgelegt.
3) Die Taste wird nochmals gedrückt, um zu bestätigen
und um ins eigentliche Menu zu gelangen oder die Taste wird betätigt, um die Grenzwertsetzung
abzubrechen. Wenn das gesetzt Limit den Messbereich übersteigt, wird das Messgerät an eine Neueinstellung (re-set) erinnern. Ist das untere Limit größer als das obere, werden die Werte automatisch ausgetauscht.
4.9 Auflösung
Das Gerät hat eine zwei wählbare Bildschirmauflösungen und zwar 0,1mm und 0,01mm. Diese finden sich im Menu unter {Test Set}→ {Resolution}.
Mit der Taste kann hier zwischen „high“ (hohe Auflösung) und „low“ (schwache Auflösung) gewählt werden.
4.10 Einheitsskala
Im Menu {Test Set}→ {Unit} wird mit der Taste zwischen mm (metrisch) und inch (engl.) gewählt.
4.11 Speichermanagement
4.11.1 Einen Ablesewert speichern
Die Messwerte können mit 20 Dateien (F00-F19) im Gerät gespeichert werden und für jede Datei gibt es 99 Register. Die Vorgehensweise ist wie folgt:
1) Die Taste wird gedrückt und somit das Menu
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F00 05 5%
F01 00 0%
F02 00 0%
F03 00 0%
F04 00 0%
F05 00 0%
F06 00 0%
↓F07 00 0%
F00 05 5%
F01 00 0% F02 00 0% F03 00 0% F04 00 0% F05 00 0% F06 00 0% F07 00 0%
4.00 5.01 6.01
7.00 8.01
{File name} auf dem Display aufgerufen.
2) Mit den Tasten und kann die entsprechende Da­ tei gewählt werden.
3) Nachdem ein neuer Ablesewert erscheint, wird die Spei­ chertaste gedrückt, um die Messung in der aktuellen
Datei abzuspeichern. Mit der {Auto Save} Funktion wird der Messwert auto­ matisch in der Datei hinterlegt, sobald eine neue Messung hinzukommt.
4.11.2 Gespeicherte Ableseergebnisse aufrufen
Die Taste wird mehrmals gedrückt, bis auf dem Display {Record No} erscheint. Mit den Tasten und
kann die Registernummer gewechselt werden. Das Gerät liest die gespeicherten Messwerte anhand der Re­gisternummer aus dem Speicher ab und macht sie gleich­zeitig auf dem Display sichtbar. Um die Daten zu
stornieren, wird die Taste gedrückt. Die gespeicherten Register können auch über den Zugang durchs Menu aufgezeigt werden: unter {Memory Manager}→ {View Mem Data} wird die
Taste gedrückt, um den Speicher aufzurufen.
Höchstens 8 Dateien einschließlich des Dateinamens, dem gezählten Registern und der Kennzahl, die auf der Datei benutzt wird, kann auf einmal auf dem Display gezeigt
werden. Mit den Tasten und kann hoch- und runtergerollt werden. Mit beendet man die Recherche. Mit der Taste können Details dieser Datei eingesehen
werden.
Mit den Tasten und wird der Curser zu der ge-
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wünschten Linie bewegt. Mit der Tastenbetätigung können Details angesehen werden, s. untere Tabelle:
Es werden in der Datei F00 genau 5 Daten gespeichert.
4.11.3 Dateien löschen
Das Menu {Memory Management} wird aufgerufen und dann das Menu {Delete by file} gesucht und die Taste
gedrückt. Dieser Tastendruck löscht alle Messdaten, die nach der Bestätigung im Speicher enthalten waren.
4.12 Datenausdruck
Vor dem Ausdrucken muss der Verbindungsstecker des Druckerkabels (optional erhältlich) am Hauptteil des Messgeräts in die Buchse auf der Seite oben links eingesteckt werden. Der andere Stecker wird in die Daten­übertragungsbuchse des Minidruckers gesteckt.
4.12.1 Die laufende Datei ausdrucken
Das Menu {Print Function} wird aufgerufen und darauf das Menu {Print Current} gesucht, dann die Taste
gedrückt. Somit werden alle Daten, die sich in dieser Datei befinden, mittels des Adapterkabels zum Drucker gesandt und anschließend ausgedruckt.
4.12.2. Eine bestimmte Datei ausdrucken
Das Menu {Print Function} wird aufgerufen und darauf das Menu {Print Memory} gesucht, dann die Taste
gedrückt. Nun wird der erste und der letzte Dateiname eingegeben und alle gewünschten Dateien werden ausge­druckt.
4.12.3 Alle Speicherdaten ausdrucken
Das Menu {Print Function} wird aufgerufen und das Menu {Print all Mem} gesucht, anschließend die Taste
gedrückt. Damit werden alle gespeicherten Daten zum Drucker gesandt und ausgedruckt.
4.13 Systemeinstellung
Vom Hauptmenu aus wird im Untermenu {System Set} die Taste gedrückt.
1) Wenn {Auto Save} auf <On> steht, können die Daten der laufenden Datei nach der Messung automatisch gespeichert werden.
2) Wenn {Key Sound} auf <On> steht, gibt der Summer bei jedem Tastendruck einen kurzen Signalton von sich.
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+
-
+
-
C at h o d e
A no d e
M iT e c
M T 2 0 0
3) Wenn {Warn Sound} auf <On> steht, ist bei jedem Über­ schreiten der Toleranzgrenze ein langer Signalton zu hören.
4) LCD Bildhelligkeitseinstellung: Im Untermenu {System Set} {LCD Brightness} wird die Taste gedrückt. Mit den Pfeilen und wird die Display­ helligkeit erhöht oder abgeschwächt. Mit der Taste werden die Änderungen bestätigt bzw. mit annulliert.
4.14 Systeminformationen
Diese Funktion gibt die wichtigsten Informationen über den Hauptteil des Geräts sowie der Firmware. Die Ausführung ändert sich, wenn sich die Firmware ändert.
4.15 EL Hinterleuchtetes Display
Hiermit lässt es sich auch in dunklem Umfeld arbeiten. Mit der Taste wird das Hintergrundlicht aktiviert und
deaktiviert, sobald das Messgerät eingeschaltet wurde. Da das EL- Licht viel Strom verbraucht, sollte es nur bei Bedarf eingeschaltet werden.
4.16 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. Im Bild auf der nächsten Seite ist die Position der Batterien im Gerät einzusehen. Beim Wechsel muss unbedingt auf die Polarität acht gegeben werden. Vorgehensweise:
1. Das Gerät ausschalten
2. Die Batterieabdeckung wird vom Gerät abgenommen und die zwei Batterien werden entnommen.
3. Die Batterien werden ordnungsgemäß eingesetzt.
4. Die Batterieabdeckung wird wieder aufgesetzt.
5. Das Gerät wird zur Kontrolle wieder eingeschaltet.
Wird das Gerät für einen längeren Zeitraum nicht benutzt, sollten die Batterien entnommen werden.
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Es ist zu empfehlen, die Batterien bereits auszutauschen, wenn die Kapazität zur Hälfte erschöpft ist.
4.17 Automatische Abschaltung (Auto- Power Off)
Das Gerät besitzt eine automatische Abschaltfunktion, um Energie zu sparen. Wird es länger als fünf Minuten nicht benutzt, schaltet es automatisch ab. Dies ist ebenso der Fall, wenn die Batteriespannung zu gering ist.
4.18 Grundeinstellung des Systems
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.
4.19 Verbindung zum PC
Das Gerät ist mit dem serienmäßigen Adapteranschluss RS-232 ausgerüstet. Mit dem optional erhältlichen Kabel ist die Verbindung zum PC oder externen Speichergeräten möglich. Die Messdaten, die im Gerätespeicher hinterlegt sind, können über dieses Kabel durch den RS-232 Zugang übertragen werden. Für eine detaillierte Information der Kommunikations­software ist die Software- Anleitung zu lesen.
5. Bedienung des Menus
Beide, die Voreinstellung der Parameter und die zusätzliche Funktion, werden durch die Menubedienung
verwirklicht. Mit der Taste besteht Zugang zum Hauptmenu.
5.1 Zugang zum Hauptmenu
Mit der Taste besteht Zugang zum Hauptmenu und mit dieser kann es wieder verlassen werden.
5.2 Zugang zum Untermenu
Mit der Taste besteht Zugang zum Untermenu.
5.3 Das Parameter wechseln
Mit der Taste wird der Wert des Parameter auf dem auf Parameter eingestellten Display gewechselt.
5.4 Numerische digitale Eingabe
Die Taste wird mehrmals betätigt, um zu der zu ändernden Zahl zu gelangen; mit den Tasten und
wird der Zahlenwert auf dem Display bis zum gewünschten Zahlenwert vergrößert oder verkleinert.
5.5 Speichern und Verlassen des Menus
Mit der Taste wird jegliche Änderung bestätigt und zur vorigen Bildschirmseite zurückgekehrt.
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Material
Sound Velocity
In/us
m/s
Aluminum
0.250
6340-6400
Herkömml. Stahl
0.233
5920
Rostfreier Edelstahl
0.226
5740
Messing
0.173
4399
Kupfer
0.186
4720
Eisen
0.233
5930
Gusseisen
0.173-0.229
4400-5820
Blei
0.094
2400
Nylon
0.105
2680
Silber
0.142
3607
Gold
0.128
3251
Zink
0.164
4170
Titan
0.236
5990
Blech
0.117
2960
Epoxydharz
0.100
2540
Eis
0.157
3988
Nickel
0.222
5639
Plexiglas
0.106
2692
Styropor
0.092
2337
Porzellan
0.230
5842
PVC
0.094
2388
Quarzglas
0.222
5639
Gummi
0.091
2311
Teflon
0.056
1422
Wasser
0.058
1473
5.6 Löschen und Verlassen des Menus
Mit der Taste wird jegliche Änderung gelöscht und zur vorigen Bildschirmseite zurückgekehrt.
6. Wartung
Falls an Ihrem Messinstrument irgendwelche außergewöhnlichen Probleme auftauchen, sollte daran bitte nichts auf eigene Verantwortung repariert oder abmontiert werden. Der beiliegende Garantieschein sollte ausgefüllt und das Gerät an uns eingeschickt werden. Die Wartung wird dann von uns durchgeführt.
7. Transport und Aufbewahrung
1) 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: Schallgeschwindigkeiten
Anhang B: 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 so sein, dass der Einschnitt auf der Kontaktfläche senk­recht (perpendicular) 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 heißer Oberflächen
Die Geschwindigkeit des Schalls durch ein bestimmtes Material ist abhängig von dessen Temperatur. Bei steigen­der Temperatur verringert sich die Schallgeschwindigkeit. Bei den meisten Anwendungen mit einer Oberflächentem­peratur von weniger als 100°C müssen keine weiteren Vorkehrungen getroffen werden. Bei Temperaturen darüber beginnt die Veränderung der Schallgeschwindig­keit des zu messenden Materials merkliche Auswirkungen auf die Ultraschallmessung zu haben. Bei solch hohen Temperaturen wird empfohlen zuerst eine Kalibrierung mit einem Materialmuster bekannter Material­stärke durchzuführen, welches genau oder annähernd der Temperatur des zu messenden Materials entspricht. Damit kann das Messgerät die exakte Schallgeschwindigkeit durch das heiße Material berechnen.
Bei Messungen auf heißen Oberflächen kann es auch notwendig sein, einen „Hochtemperatur- Schallgeber“ zu benutzen. Diese sind speziell für den Einsatz bei hohen Temperaturen gebaut, zumal da der Kontakt mit der Materialoberfläche für eine stabile Messung für kurze Zeit gehalten werden sollte. Während der Schallgeber in direktem Kontakt mit der heißen Oberfläche ist, erwärmt sich dieser. Durch thermale Ausdehnung und andere Effekte kann sich dies nachteilig auf die Messgenauigkeit auswirken.
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 dem selben Stück wie das zu messende Material sein, zumindest von derselben Fertigungsreihe. Mit Hilfe der „Vorab- Kalibrierung“ werden die Abweichungen auf ein Minimum reduziert. Ein zusätzlich wichtiger Faktor beim Messen von beschichteten Materialien ist, dass jegliche
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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.
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 Schallübertragungs­stärke 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 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.
8. Konformitätserklärung
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