阿尔泰科技:工业双技术引擎——超声与激光测厚,精准掌握材料健康
2019年,某化工厂在例行检测中发现一段看似完好的管道存在异常。技术人员使用超声测厚设备检测,结果显示某段壁厚减薄至2.1mm。经过紧急更换,内部检查确认该区域存在严重腐蚀,成功避免了一次可能的泄漏事故。
在现代工业中,厚度检测早已超出简单的尺寸测量范畴,成为一种高度精准的材料诊断方式。它如同对材料进行内部CT扫描,揭示隐藏的结构问题,广泛应用于工业质量控制领域。从早期的接触式工具如千分尺,到如今的非接触式技术,包括超声反射、激光对射和射线穿透等方法,随着材料种类和使用环境的多样化,测量手段也在不断优化。无论面对的是管道腐蚀、玻璃光学变化,还是电缆绝缘层老化和金属板材缺陷,合适的检测方式总是关键。
激光位移测厚:以光为尺,精准无误
激光位移测厚技术基于光学三角法。具体而言,激光器发射一束精细的光束照射到被测物体表面,反射光通过透镜在光电探测器上成像,形成电信号。当物体发生位移时,光斑位置随之变化,通过测量这种位移量,即可推算出物体表面的位置变化,从而获得厚度数据。
为提高测量稳定性,现代激光测厚系统采用双激光对射结构。在被测物的上下两侧分别安装两个激光传感器,同时测量各自到表面的距离。通过计算两者的距离差,可精准获得物体厚度。该设计有效消除了整体振动带来的误差,确保数据的可靠性。
实施方案
- 信号采集:光电探测器接收激光光斑的图像,输出与位置成比例的模拟电压。
- 数据转换:数据采集卡负责将模拟信号数字化,具备高分辨率(如16位)和高速采样率,确保在高速运动下仍能精准捕捉数据。
- 厚度计算:通过采集卡将上传感器与下传感器的信号分别换算为距离L1和L2,再计算差值,得到最终厚度。
典型应用
激光测厚技术特别适用于高反射金属、透明材料(如玻璃)以及需要非接触检测的场景。例如,在浮法玻璃生产线中,该技术可实现0.5%以内的相对误差,且无需接触表面,避免划伤,支持全产线在线检测。
超声波测厚:以声为眼,透视内部
超声测厚技术类似于为材料做B超检查,通过超声波在材料中的传播特性,感知其内部结构。当超声波在均匀材料中传播并遇到分界面时,会产生反射信号,根据反射时间差可计算出材料厚度。
实施方案
- 回波检测:探头接收材料底面反射回来的超声信号。
- 模数转换:采集卡对回波信号进行高速模数转换,确保采样率远高于信号频率,以满足奈奎斯特采样定理要求,通常为信号频率的5至10倍。
- 厚度计算:通过对回波信号进行时间间隔测量,识别出底波峰值位置,结合采样周期计算时间差,代入公式即可得到精确厚度。
测厚技术:守护工业安全的隐形力量
从肉眼观察到仪器检测,从粗略测量到高精度分析,测厚技术的演进体现了工业发展的脚步。如今,测厚不仅是获取数字的工具,更是评估材料健康状况、预测剩余寿命和识别潜在风险的关键手段。
在现代化工厂中,测厚已成为预见性维护体系的重要组成部分。通过定期检测,企业可实现从“故障维修”向“预防性维护”的转变,推动智能制造与安全管理体系的落地。
无论是用于防止管道泄漏的超声检测,还是用于保证光学系统质量的玻璃厚度测量,这些精密技术都在默默守护着工业生产的安全与产品质量。
下一次,当你路过化工厂、仰望玻璃幕墙,或使用电器设备时,或许会想起:这些看似普通的材料背后,正有无数精密的测厚技术在持续进行“健康检查”,保障着工业世界的稳定运行。