Sauter GmbH
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Betriebsanleitung Digitales
Ultraschall Materialdickenmessgerät
SAUTER TU-US
Version 1.4
09/2017
DE
PROFESSIONELLE MESSUNGEN
TU_US-BA-d-1714
DE
SAUTER TU-US
Version 1.4 09/2017
Betriebsanleitung
Ultraschall Materialdickenmessgerät
Herzlichen Glückwunsch zum Erwerb eines Ultraschall 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 Allgemeine Übersicht .................................................................................... 4
1.1 Technische Daten ..................................................................................................................... 4
1.2 Allgemeine Funktionen ............................................................................................................ 5
1.3 Messprinzip ............................................................................................................................... 5
1.4 Ausstattung ............................................................................................................................... 6
1.5 Umgebungsbedingungen ........................................................................................................ 6
2 Konstruktionsmerkmale ................................................................................ 7
2.1 Äußere Geräteansicht .............................................................................................................. 7
2.2 Teile des Hauptkörpers ............................................................................................................ 7
2.3 Digitales Display ....................................................................................................................... 8
2.4 Beschreibung des Bedienfeldes ............................................................................................. 9
3 Vorbereitung zur Inbetriebnahme................................................................. 9
3.1 Auswahl des Messsondes ....................................................................................................... 9
3.2 Bedingungen und Vorbereitungen für Oberflächen ........................................................... 11
4 Arbeitsweise ................................................................................................. 12
4.1 Ein- u. Ausschalten ................................................................................................................ 12
4.2 Messsonde Einstellung.......................................................................................................... 12
4.3 Nulleinstellung ........................................................................................................................ 13
4.4 Schallgeschwindigkeit ........................................................................................................... 13
4.4.1 Kalibrierung mit bekannter Materialstärke ................................................................................ 14
4.4.2 Kalibrierung bei bekannter Schallgeschwindigkeit ................................................................... 14
4.5 Messungen werden getätigt .................................................................................................. 15
4.6 Zweipunkt- Kalibrierung ........................................................................................................ 16
4.7 Der Ultraschallbild- Modus ( Scan- Modus) ......................................................................... 16
4.8 Grenzwert setzen .................................................................................................................... 17
4.9 Auflösung ................................................................................................................................ 17
4.10 Einheitsskala ........................................................................................................................... 17
4.11 Speichermanagement ............................................................................................................ 18
4.11.1 Einen Ablesewert speichern................................................................................................. 18
4.11.2 Gespeicherte Ableseergebnisse aufrufen ............................................................................ 18
4.11.3 Dateien löschen .............................................................. Fehler! Textmarke nicht definiert.
4.12 Datenausdruck ....................................................................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
4.12.1 Die laufende Datei ausdrucken ....................................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
4.12.2 Eine bestimmte Datei ausdrucken .................................. Fehler! Textmarke nicht definiert.
4.12.3 Alle Speicherdaten ausdrucken ...................................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
4.13 Systemeinstellung .................................................................................................................. 19
4.14 Systeminformationen ............................................................................................................. 19
4.15 EL Hinterleuchtetes Display .................................................................................................. 19
4.16 Batterieinformation ................................................................................................................ 20
2 TU_US-BA-d-1714
4.17 Automatische Abschaltung (Auto- Power Off) ................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
4.18 Grundeinstellung des Systems ............................................ Fehler! Textmarke nicht definiert.
4.19 Verbindung zum PC ............................................................................................................... 20
5 Bedienung des Menus ................................................................................. 20
5.1 Zugang zum Hauptmenu........................................................................................................ 20
5.2 Zugang zum Untermenu ........................................................................................................ 21
5.3 Das Parameter wechseln ....................................................................................................... 21
5.4 Numerische digitale Eingabe ................................................................................................ 21
5.5 Speichern und Verlassen des Menus ................................................................................... 21
5.6 Löschen und Verlassen des Menus ..................................................................................... 21
6 Wartung ........................................................................................................ 21
7 Transport und Aufbewahrung .................................................................... 21
8 CE Konformitätserklärung .......................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
TU_US-BA-d-1714 3
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 nicht-metallischer
Materialien eingesetzt werden.
1.1 Technische Daten
Display: 128x64 Punkt Matrix LCD mit Hintergrund- Beleuchtung
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: 300 bis 19999m/s
Auflösung: ±(0,5% Materialdicke + 0,01) mm
Einheiten: metrische u. engl. Einheit (mm/ Inch) wählbar
- Vier Messwert pro Sekunde bei Einzelpunktmessung und zehn pro Sekunde beim
Scan Modus.
- Speicher mit 100 Gruppen ( mit je 100 Messwerten)
- 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: USB 2.0
Gehäuse: Aluminiumgehäuse für robusten industriellen Gebrauch
Abmessungen: 132mm x 76,2mm
Gewicht: 345g
4 TU_US-BA-d-1714
2
tv
H
1.2 Allgemeine Funktionen
- Es kann eine weite Auswahl von Materialien gemessen werden, Metall, Kunststoffe, Keramik, Verbundwerkstoffe, Glas und andere Ultraschall leitfähige Materialien
- Es stehen vier Schallsonden für spezielle Anwendungen zur Verfügung, einschließlich für grobkörniges Material und Hochtemperatur- Anwendungen.
- Nulleinstellungsfunktion des Messsondees
- Schallgeschwindigkeit- Kalibrierungsfunktion
- Zweipunkt- Kalibrierungsfunktion
- zwei Messfunktionen: Einzelmessung und Scanmodus
- kopplungsanzeige
- Batteriestatusanzeige
- „Auto sleep“ und „Auto power off“ Funktion zur Batterieschonung.
- Software auf Wunsch erhältlich, um Speicherdaten auf den PC zu übertragen.
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 Messsonde gesteuert, um durch die Dicke eines Materials zu
dringen, anschließend von der Rückseite oder der Innenfläche reflektiert zu werden
und zum Messsonde 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 Testobjekts
v -- Schallgeschwindigkeit des entsprechenden Materials
t -- die gemessene Transit- Zeit für des Schalls
TU_US-BA-d-1714 5
Nr.
Bezeichnung
Men
ge
Notiz
Lieferumfang
1
Hauptkörper
1
2
Messsonde
1
ATU-US10
90°
3
Kopplungsmittel
1
4
Transportkoffer
1
5
Bedienungsanleitung
1 6
Schraubenzieher
1 7
Alkaline Batterie
2
Gr.AA
Zubehör separat
erhältlich
8
Messsonde: ATU-US01
s. Tab.3-1
9
Messsonde: ATU-US02
10
Messsonde: ATB-US02
13
Data Pro für Materialdickenmessgerät
1
für PC
14
Kommunikationskabel
1
1.4 Ausstattung
1.5 Umgebungsbedingungen
Arbeitstemperatur: von -10°C bis +60°C
Lagertemperatur: von -30°C bis +70°C
Relative Luftfeuchtigkeit: kleiner als 90%
Im Arbeitsbereich sollten Vibrationen, sowie starke magnetische Felder, ätzende Flüssigkeiten und starker Staub vermieden werden.
6 TU_US-BA-d-1714
MT200
MiTec h
2
1
8. Enter
MiTech Inc. Ltd
5. Switch Selection
6. Save/Delete
7. Exit
3
MiTech
4
8
2. Power On/Off
POWER: 2 X 1.5V
4. Probe Zero
OPERATION GUIDE
1. Plug in the transducer
3. Backlight On/Off
THICKNESS GAUGE
MT200
2
9
5
6
SN:
7
10
2 Konstruktionsmerkmale
2.1 Äußere Geräteansicht
1= Gehäuse
2= Messsonde
2.2 Teile des Hauptkörpers
1 Kommunikationsbuchse
2 Aluminiumgehäuse
3 Gurthalterungsloch
4 Batterieabdeckung
5 Tastenfeld
6 LCD Display
7 Buche für US- Messsonde (keine Polung)
8 Nullplatte für US- Messsonde
9.Gehäuse aus Aluminium
10. Erklärung der Tastensymbole
TU_US-BA-d-1714 7
Messwert
Batteriestatus
Kopplungsanzeige
Einheiten
Anzeige
Gruppenname
Schallgeschwindigkeit
Messsonde
Messwert Nummer
Betriebsanzeige
2.3 Digitales Display
- Batterieanzeige: Statusanzeige Batterie
- Kopplungsanzeige: zeigt den Koppelungsstatus an;
o Während der Messungen, muss dieses Symbol erscheinen. Wenn dies
nicht der Fall ist, ist es nicht möglich zu messen.
- Betriebsanzeige: zeigt an, ob das Gerät eingeschaltet ist.
- FIL: Gruppennummer
- PRB: Messsonde aktiv
- VEL: Schallgeschwindigkeitswechsel
- CAL: Kalibrierung der Schallgeschwindigkeit
- DPC: Zweipunktkalibrierungsstatus
- ZER: Nullkalibrierung der Messsonde
- SCA: Zeigt Status Scan Modus (Ein/Aus)
- Gruppenname: Nummer der aktuellen Gruppe
- Messwert Nummer: zeigt die laufende Nummer an.
- Messsondemodell: die ausgewählte Messsonde wird angezeigt.
o ATU-US01: N02
o ATB-US06: N05
o ATU-US02: N07
o ATB-US02: HT5
- Schallgeschwindigkeit: zeigt die aktuelle Schallgeschwindigkeit an.
8 TU_US-BA-d-1714
Ein- u. Ausschalten des
Geräts
Verlassen
der laufenden Auswahl
Ein- u. Ausschalten des
Hintergrundlichts
Enter-
Taste
US-Messsonde
Nulleinstellung
vorrollen
Umschalten zwischen
den Eintragungen
zurückrollen
Daten speichern
oder Daten löschen
- Messwert: Am Display erscheint der 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.
3 Beschreibung des Bedienfeldes
4 Vorbereitung zur Inbetriebnahme
4.1 Auswahl der Messsonde
Mit diesem Gerät können eine Vielzahl von Materialien gemessen werden, angefangen
von verschiedenen Metallen über Glas und Plastik. Für unterschiedlichen Materialarten benötigt man daher verschiedene Messsonden, d.h. US- Messköpfe. Die korrekte
Messsonde ist ausschlaggebend für den verlässlichen Messerfolg. Die folgenden Abschnitte erläutern die wichtigen Eigenschaften der Messsonde und was beachtet werden sollte, wenn eine Messsonde für ein bestimmtes Arbeitsobjekt ausgewählt wird.
Verallgemeinert bedeutet das, die beste Messsonde 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.
TU_US-BA-d-1714 9
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 in der Messsonde. Eine stark aussendende Fläche wird mehr Energie in das Material abgeben als eine schwache. Folg-
lich 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 Einflüsse verringern die Stärke der Schallwellen und somit
die Fähigkeit des Geräts, das zurückkehrende Echo zu erkennen bzw. auf-zunehmen.
Schallwellen mit höherer Frequenz werden mehr „verschluckt“ als solche mit 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 eine Messsonde mit hoher Frequenz die bessere
Wahl, um kleine Vertiefungen oder Unreinheiten im Material festzustellen.
Geometrie des Messsondes: Die physikalischen Grenzen des Messumfelds entscheiden manchmal über die Tauglichkeit der Messsonde für ein bestimmtes Testobjekt. Manche Messsonden sind einfach zu groß, um in einem fest vorgegebenen Umfeld benutzt zu werden. Wenn die verfügbare Oberfläche für den Kontakt mit dem
Messsonde eingeschränkt ist, benötigt man einen Messsonde mit einer kleinen Kontaktfläche.
Misst man eine gewölbte Oberfläche, beispielsweise eine Antriebszylinderwandung,
muss auch die Kontaktfläche der Messsonde dieser angeglichen sein.
Temperatur des Materials: Wird auf außergewöhnlich heißen Oberflächen gemessen, werden Hochtemperatur Messsonden benutzt. Diese sind so gebaut, dass sie,
ohne Schaden zu erleiden, für spezielle Materialien und Techniken, unter hohen Tem-
peraturen eingesetzt werden können. Zusätzlich muss bei einer „Null- Kalibrierung“
oder „Kalibrierung bei bekannter Materialstärke“ mit einem Hochtemperatur Mess-
sonde acht gegeben werden.
Die Auswahl der geeigneten Messsonde ist oft ein
Kompromiss zwischen verschiedenen Einflüssen und Eigenschaften. Manchmal ist es
notwendig, mehrere Messsonden auszuprobieren, bis man schließlich den geeignetsten für das entsprechende Testobjekt findet.
Der Messsonde ist das „Endstück ’’ des Messgeräts.
Er sendet und empfängt Ultraschallwellen, welche das Gerät benutzt, um die Materialstärke des zu untersuchenden Materials zu messen. Der Messsonde ist mit dem
Messgerät durch ein Adapterkabel und zwei gleichachsigen Anschlüssen verbunden.
Wenn Messsonde benutzt werden, ist das Einstecken der Anschlüsse einfach: entweder passt der Stecker in die Buchse oder in das Gerät selbst.
10 TU_US-BA-d-1714
Modell
Freq
MHZ
Durchm.
mm
Messbereich
Untere Grenze
Beschreibung
ATUUS01
2
22
3.0mm～300.0mm(Stahl）
40mm (Gusseisen)
20
Für dicke, hoch
dämpfende o.
hoch streuende
Materialien
ATUUS09
5
10
1.2mm～230.0mm (Stahl)
Φ20mm×3.0mm
Normale Messung
ATUUS10
/90°
5
10
1.2mm～230.0mm(Stahl）
Φ20mm×3.0mm
Normale Messung
ATUUS02
7 6 0.75mm～80.0mm
(Stahl）
Φ15mm×2.0mm
Für dünnes o.
wenig gebogenes Rohrmaterial
ATBUS02
5
14
3～200mm
(Stahl)
30
Hochtemp.mess.gen(
<300°C)
Der Messsonde 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 einer typischen Messsonde 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 zur
Messsonde. Wird die Messsonde 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 einer Messsonde.
Es wird mit dem Daumen oder dem Zeigefinger von oben auf den Messsonde gedrückt, um sie genau platziert zu halten. Es ist nur ein mäßiges Andrücken erforderlich,
da die Oberfläche nur eben auf dem zu messenden Material positioniert werden muss.
Tabelle 3-1 Auswahl der Messsonde
4.2 Bedingungen und Vorbereitungen für Oberflächen
Bei jeglicher Art von Ultraschallmessung ist die Beschaffenheit und Rauigkeit der zu
messenden Oberfläche von höchster Bedeutung. Raue, unebene Oberfläche können
TU_US-BA-d-1714 11
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 Messsonde 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 der Messsonde verhindert.
Extrem raue Oberflächen wie 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 Messsonde 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 Messsonde liegt.
5 Arbeitsweise
5.1 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.
5.2 Messsonde Auswahl
Die Messsonde muss vor der Messung „voreingestellt“ werden. Dies dient als zusätz-
liches Hilfsmittel und ermöglicht dem Benutzer zwischen den einzelnen Modellen die
für die Messanforderungen (frequenz- und durchmesserabhängig) richtige Messsonde
zu wählen.
1) Auf dem Bedienfeld wird die Taste (li. unten) mehrmals gedrückt, um die Messsonde auszuwählen.
2) Mit der Taste oder der Taste werden die verschiedenen Modelle angezeigt.
3) Zum Verlassen wird die Taste gedrückt. Die Messsonden Einstellung kann
ebenso im Menu geändert werden, siehe Kapitel 5.
12 TU_US-BA-d-1714
5.3 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 Zweipunktkalibrierung inaktiv sein. Die
Nulleinstellung ist bei dieser nämlich nicht möglich.
2. Die Messsonde wird eingesteckt und die Anschlüsse der Stecker
werden überprüft. Die Kontaktfläche der Messsonde muss sauber sein.
3. Die derzeit benutzte Messsonde wird im Gerät angezeigt
4. Es wird nun ein Tropfen Koppelungsmittel auf die metallene Nullplatte gegeben.
5. Die Messsonde wird vorsichtig auf die Nullplatte gedrückt.
6. Während die Messsonde 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 die Messsonde 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 gespeichert wird, ist es doch empfehlenswert, diese
nach jedem Einschalten erneut durchzuführen, ebenso wenn eine andere Messsonde
verwendet wird. Dies lässt sichergehen, dass das Gerät immer korrekt eingestellt
wurde. Mit dem Drücken der Taste wird die laufende Nulleinstellung abgebrochen.
5.4 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 werden.
Anmerkung: Bei Einzelpunkt- und Zweipunkt- Kalibrierungen 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.
TU_US-BA-d-1714 13
5.4.1 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.
3. Die Messsonde wird auf das Materialstück gedrückt. Auf dem Display ist nun ein
Materialstärkenwert abzulesen und das Koppelungssymbol erscheint.
4. Sobald ein stabiler Ablesewert erreicht ist, wird die Messsonde wieder abgehoben. Wenn sich daraufhin die eben festgestellte Materialstärke von dem Wert,
der während der Koppelung bestand, verändert, muss Schritt 3) wiederholt werden.
5. Mit den Tasten und kann nun die erforderliche Materialstärke (die des
Materialmusters) angepasst werden.
6. Die Taste wird gedrückt und der berechnete Schallgeschwindigkeitswert erscheint anhand der Materialstärke, die zuvor eingespeichert wurde.
7. Zum Verlassen des Kalibriermodus wird die Taste gedrückt. Ab jetzt können
Messungen getätigt werden.
5.4.2 Kalibrierung bei bekannter Schallgeschwindigkeit
Anmerkung: Bei dieser Vorgehensweise muss die Schallgeschwindigkeit des zu mes-
senden 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.
3. Die voreingestellte Schallgeschwindigkeit lässt sich, falls erforderlich, mit den
Tasten und nach oben und unten überschreiben, bis der gewünschte Wert
des zu messenden Materials erreicht ist. Dies ist beispielsweise notwendig,
wenn es, wie bereits erwähnt, Abweichungen in der Materialzusammensetzung
von (Hersteller zu Hersteller) für ein und dasselbe Material gibt.
4. 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 Schallgeschwindigkeitsmenu 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 Schallgeschwindigkeit des zu prüfenden Materials entspricht.
14 TU_US-BA-d-1714
3. Im Gerät ist eine automatische Wiederholungsfunktion eingebaut, sodass,
wenn die Taste gedrückt gehalten bleibt, sich die Zahlenwerte im gleichen Abstand aufaddieren bzw. sich stufenweise verringern.
4. Mit der Taste wird bestätigt oder mit der Taste wird die Kalibrierung abgebrochen.
5. 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.
5.5 Messungen werden getätigt
Das Messgerät speichert immer den zuletzt gemessenen Wert, bis ein neuer Wert hinzukommt.
Damit die Messsonde einwandfrei funktioniert, dürfen keine Luftbrücken zwischen seiner Kontaktfläche und der Oberfläche des zu messenden Materials bestehen. Dies
wird mit dem Ultraschallgel, dem „Koppelmittel“ erreicht. Diese Flüssigkeit „koppelt“
oder überträgt die Ultraschallwellen vom Messsonde ins Material und wieder zurück.
Vor der Messung sollte also ein wenig Koppelmittel auf die zu messende Materialoberfläche gegeben werden. Danach wird die Messsonde vorsichtig auf die Materialoberfläche gepresst. Das Koppelungssymbol und eine Zahl erscheinen im Display. Wenn
das Gerät eingestellt und die korrekte Schallgeschwindigkeit ermittelt wurde, zeigt die
Zahl im Display die aktuelle Materialstärke, direkt unter der Messsonde gemessen, an.
Falls die Kopplungsanzeige nicht erscheint oder die Zahl auf dem Display fraglich ist,
muss zuerst überprüft werden, ob sich ausreichend Koppelmittel an der Stelle unter
der Messsonde befindet und ob diese flach auf das Material gesetzt wurde. Manchmal
ist es erforderlich, eine andere Messsonde für das entsprechende Material auszuprobieren (Durchmesser oder Frequenz).
Während die Messsonde in Kontakt zu dem zu messenden Material steht, werden pro
Sekunde vier Messungen getätigt. Wird sie von der Oberfläche abgehoben, bleibt auf
dem Display die letzte Messung bestehen.
Anmerkung: Manchmal wird ein dünner Film des Koppelmittels zwischen der 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 die 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
TU_US-BA-d-1714 15
werden. Die Verantwortlichkeit für eine saubere Benutzung des Messgerätes im Zusammenhang mit dem Erkennen dieser Phänomene bleibt letztlich dem Benutzer vorenthalten.
5.6 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 Dis-
play.
2. Die Taste wird gedrückt, um mit der Kalibrierung zu beginnen. Die Folge
’’NO1“ erscheint, welches die erste Messstelle anzeigt.
3. Es wird Verkoppelungsmittel auf das Materialmuster gegeben.
4. Der US- Messsonde wird darauf platziert, (auf dem ersten bzw. zweiten Kalibrierpunkt) und es wird die korrekte Position die Messsonde 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 dir Messsonde abgehoben.
Wenn das Ableseergebnis sich von dem unterscheidet, als die Messsonde
noch gekoppelt 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 Anzeige springt auf ’’NO2“ und
der zweite Kalibrierpunkt kann gemessen werden.
8. Die Schritte 3 bis 7 werden wiederholt. Die Anzeige springt zurück auf ’’DPC“.
9. Nun ist das Gerät bereit, Messungen in seinem Messbereich zu tätigen.
5.7 Der 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 einen Scan- Modus, mit dem 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 die Messsonde mit dem zu messenden Material in Kontakt ist, zeigt das Gerät automatisch den Messwert an. Die Messsonde kann über die Oberfläche bewegt
werden, denn kurze Unterbrechungen des Signals werden ignoriert. Bei Unterbrechun-
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gen, die länger als zwei Sekunden dauern, wird der letzte gefundene Messwert angezeigt. Wird die Messsonde abgehoben, wird ebenso der letzte 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.
5.8 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, ertönt ein Signalton. 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.
4) Wenn das gesetzte Limit den Messbereich übersteigt, wird das Messgerät an
eine Neueinstellung (Reset) erinnern. Ist das untere Limit größer als das obere,
werden die Werte automatisch ausgetauscht.
5.9 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 Auf-
lösung) gewählt werden.
5.10 Einheitsskala
Im Menu {Test Set}→ {Unit} wird mit der Taste zwischen mm (metrisch) und Inch
(engl.) gewählt.
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5.11 Speichermanagement
5.11.1 Einen Messwert speichern
Die Messwerte können in 100 Gruppen (F00-F99) im Gerät gespeichert werden und
in jeder Gruppe können 100 Messwerte gespeichert werden.
Die Vorgehensweise ist wie folgt:
1) Die Taste wird gedrückt und somit das Menu {File name} auf dem Display
aufgerufen.
2) Mit den Tasten und kann die entsprechende Gruppe gewählt werden.
3) Nachdem ein neuer Ablesewert erscheint, wird die Speichertaste gedrückt,
um die Messung in der aktuellen Datei abzuspeichern. Mit der {Auto Save}
Funktion wird der Messwert automatisch in der Datei hinterlegt, sobald eine
neue Messung hinzukommt.
5.11.2 Messwerte bearbeiten
Die Taste wird mehrmals gedrückt, bis auf dem Display {File name} erscheint. Mit
den Tasten und kann die Gruppennummer gewechselt werden.
löscht die markierte Gruppe
löscht alle Gruppen
oder markiert die ausgewählte Gruppe um darin zu speichern
Dialog verlassen
Die Taste wird mehrmals gedrückt, bis auf dem Display {Record cunt} erscheint.
Mit den Tasten und kann die Gruppennummer gewechselt werden.
löscht den markierten Messwert
löscht alle Messwert
oder Dialog verlassen
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5.12 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.
3) Wenn {Warn Sound} auf <On> steht, ist bei jedem Überschreiten 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 Displayhelligkeit
erhöht oder abgeschwächt. Mit der Taste werden die Änderungen bestätigt
bzw. mit annulliert.
5) Im Menu {Unit System} kann zwischen metrischem und imperialen Maßeinheiten
umgeschaltet werden
6) Im Menu {Date/Time} kann die interne Systemzeit gesetzt werden.
7) Im Menu {Language} können die verschiedenen Sprachen eingestellt werden
5.13 Systeminformationen
Diese Funktion gibt die wichtigsten Informationen über den Hauptteil des Geräts sowie
der Firmware. Die Ausführung ändert sich, wenn sich die Firmware ändert.
5.14 Hinterleuchtetes Display
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.
5.15 Auto Power Off
Hier kann die Auto power Off Funktion eingestellt werden. Sie ist zwischen Aus, 2 Minuten, 5 Minuten und 10 Minuten gewählt werden.
5.16 System Reset
Wird während des Gerätestarts die Taste gedrückt oder im Menu {System reset}
gewählt, werden alle Einstellungen und der Speicher gelöscht und auf Grundeinstellungen zurückgesetzt.
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+
-
+
-
Cathode
Anode
MiTec
MT200
5.17 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 achtgegeben 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.
Es ist zu empfehlen, die Batterien bereits auszutauschen, wenn die Kapazität nur noch
10% beträgt.
5.18 Verbindung zum PC
Das Gerät ist mit einem serienmäßigen USB 2.0 ausgerüstet. Mit dem optional erhältlichen Kabel ist die Verbindung zum PC möglich. Die Messdaten, die im Gerätespeicher hinterlegt sind, können über dieses Kabel übertragen werden.
Für eine detaillierte Information der Kommunikationssoftware ist die Software- Anleitung zu lesen.
6 Bedienung des Menus
Beide, die Voreinstellung der Parameter und die zusätzliche Funktion, werden durch
die Menu-Bedienung verwirklicht. Mit der Taste besteht Zugang zum Hauptmenu.
6.1 Zugang zum Hauptmenu
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Mit der Taste besteht Zugang zum Hauptmenu und mit dieser kann es wieder verlassen werden.
6.2 Zugang zum Untermenu
Mit der Taste besteht Zugang zum Untermenu.
6.3 Das Parameter wechseln
Mit der Taste wird der Wert des Parameters auf dem auf Parameter eingestellten
Display gewechselt.
6.4 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.
6.5 Speichern und Verlassen des Menus
Mit der Taste wird jegliche Änderung bestätigt und zur vorigen Bildschirmseite zurückgekehrt.
6.6 Löschen und Verlassen des Menus
Mit der Taste wird jegliche Änderung gelöscht und zur vorigen Bildschirmseite zurückgekehrt.
7 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.
8 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.
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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
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 Messsondes wichtig. Ist der Durchmesser des Rohres größer als
4 Inch, sollte die Position des Messsondes auf dem Rohr so sein, dass der Einschnitt
auf der Kontaktfläche senk- recht (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.
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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 „Hoch-
temperatur- Messsonde“ 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 Messsonde 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 demselben 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 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.
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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 von der Messsonde 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 Propyläen Glykol zu geeignet. Bei schwierigen Anwendungen ist Glycerin geeignet.
Jedoch verursacht Glycerin bei einigen Metallen Korrosion durch Wasseraufnahme .
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.
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