玻璃材質的厚度測量

玻璃材質的厚度測量

使用OLYMPUS系列測厚儀

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應用

測量商業玻璃製品的壁厚,這些玻璃製品包括玻璃瓶、玻璃容器、玻璃管、玻璃片和玻璃板、科研用玻璃器皿、燈泡和燈具,此外還可以測量箱罐內襯玻璃塗層的厚度。


背景:玻璃是一種價格低廉且用途極為廣泛的工程材料,通過鑄造、塑造或吹造方式可以被製成各種形狀的產品。由於高頻音波可以在玻璃材料中順暢傳播,因此使用超音波技術可以非常有效地測量玻璃材料的厚度。

玻璃材料具有非磁性的特點,也可以使用Magna-Mike霍爾效應磁力測厚儀對玻璃材料的厚度進行測量。由於大多數常見玻璃製品具有特殊的幾何形狀,因此很難或無法通過機械測厚方式,如:游標卡尺或千分尺。

奧林巴斯的設備可以對所有常見的玻璃製品進行厚度測量。使用這些設備進行的測厚操作,不僅不會損壞玻璃材料,而且還可以迅速、準確、可靠地完成厚度測量應用。

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設備

Magna-Mike

Magna-Mike 8600霍爾效應測厚儀是一款用於測量玻璃製品的優質儀器,可以對一端開放且可放入目標鋼珠的玻璃瓶、玻璃容器和玻璃管的厚度進行測量,不過這些玻璃製品的厚度不能超過約25毫米。Magna-Mike儀器使用磁場效應,測量緊貼在被測樣件外壁的探頭尖端到可在容器內側隨著探頭尖端移動的小鋼珠之間的距離。Magna-Mike通常是測量容器邊角處的厚度或接觸空間狹窄的曲面部位厚度的最方便的設備,而且不需要進行特定材料的校準。


在使用Magna-Mike儀器對玻璃材料進行厚度測量時,無需進行特殊的設置,也無需遵循特定的操作程序。只需按照儀器操作手冊中講述的方式進行操作即可。通常建議使用標準86PR-1探頭完成測量玻璃材料厚度的應用。探頭和目標鋼珠一般不會擦傷工業玻璃材料。




超音波測厚儀

精確測厚儀,如:38DL PLUS型號儀器和帶有單晶軟體的45MG型號儀器,可用於測量厚度在約0.125毫米到500毫米範圍內的典型的玻璃製品。與任何其它測厚應用一樣,測厚儀測量的是在被測樣件材料中傳播的高頻音波,完成一次往返聲程所需的時間,然後再使用這個測量到的脈衝傳播時間以及一個校準過的材料音速,計算材料的壁厚。測厚儀可用於測量所有普通玻璃製品,不過它們的價值更充分地體現在以下情況中:玻璃材料的厚度超出了Magna-Mike儀器可以測量的範圍;玻璃製品的幾何形狀不能將目標鋼珠放置其中(如:封閉的燈泡);要求極高精度的測厚應用(誤差接近+/- 0.002毫米)。

38DL PLUS型號和帶有單晶軟體的45MG型號儀器已經預先配置了默認的探頭設置,這些默認的探頭設置可用於大多數普通玻璃的測厚設置中。在進行測量時,只需要根據儀器操作手冊中所講述的方式進行音速校準和零位校準即可。在某些並不多見的特殊情況下,如:樣件具有復雜的幾何形狀,或其它檢測條件極具挑戰性,可能會要求用戶使用自定義探頭設置,例如:如果曲面部位的接觸空間非常狹窄,則建議使用聚焦水浸檢測方式。在這些應用中,奧林巴斯會幫助用戶完成特定的設置。




以下所列為一些最常見的玻璃材料測厚應用:



  • 玻璃瓶與玻璃容器Magna-Mike是測量玻璃瓶和玻璃容器壁厚的最常用儀器,但是超音波測厚儀與小直徑接觸式探頭一起使用時,如:M116(20 MHz)探頭,也可以有效地完成這些應用。測厚操作迅速、簡便,而且對材料沒有任何損傷。


  • 玻璃管:大多數玻璃管較短部分的厚度可以通過使用Magna-Mike儀器非常方便地測量。也可以使用小直徑接觸式探頭,如:M116(20 MHz),以超音波方式對玻璃管的厚度進行測量。如果所測玻璃管的直徑非常小(小於約6.25毫米),則一般建議使用聚焦水浸探頭,如:M316-SU F-.75(20 MHz),進行檢測,以優化聲波的耦合效果。這些探頭通常與B-103噴水器一起使用,以保持聲束相對於玻璃管的方向。


  • 玻璃片和玻璃板:較薄的玻璃片和玻璃板(低於10毫米)的厚度可使用Magna-Mike儀器方便地進行檢測,而較厚的玻璃板的厚度則要使用38DL PLUS型號測厚儀或帶有單晶軟體的45MG測厚儀,結合接觸式探頭,如:工件編號為M109(5 MHz)和M106 (2.25 MHz)的探頭,以超音波方式進行測量。


  • 科研用玻璃器皿:當科研用玻璃器皿的形狀可以放入目標鋼珠時,就可以使用Magna-Mike儀器對玻璃器皿的厚度進行方便地測量。對於不能使用目標鋼珠進行測量的封閉燈泡和復雜形狀的樣件,一般可以使用精確測厚儀以超聲方式進行測量。在測量直徑非常小(低於約6.25毫米)的玻璃管或小球體(直徑低於25毫米)時,一般建議使用聚焦水浸探頭,如:M316-SU F-.75(20 MHz),以優化聲波的耦合效果。這些探頭通常與噴水器一起使用,以保持聲束相對於玻璃管的方向。




  • 燈泡和燈具:封閉玻璃燈泡和燈具的極薄壁厚可使用精確測厚儀和M208延遲塊探頭(20 MHz)進行測量。某些狹小的內圓角部位的厚度可能需要使用聚焦水浸探頭和適當的噴水器進行測量。同樣的測厚儀和探頭也可以用於測量有時會塗在玻璃燈泡外側的塑料保護塗層的厚度。




  • 玻璃塗層:玻璃塗層的厚度,如:某些化學箱罐的保護內層,通常可以超聲方式進行測量。最簡單的測量方式是從內部的玻璃塗層進行測量,但是在很多情況下,操作人員接觸不到容器的內側,因此只能通過鋼製的容器壁對玻璃塗層進行測量。在很多情況下,帶有多層測量軟件選項的38DL PLUS型號儀器可同時對內側玻璃塗層和箱罐的壁厚進行測量。對探頭的選擇及對儀器的設置取決於所測量的特定材料以及厚度範圍。要了解更詳細情況,請聯繫奧林巴斯。




  • 材料研究:玻璃的物理特性,如:彈性模量、殘餘應力、硬度、密度等,通常與縱波聲速和橫波聲速等聲學特性密切相關。奧林巴斯為從事超聲材料研究的科研人員提供了各種儀器設備,如:可顯示測速儀讀數的測厚儀、探傷儀、脈衝發生器/接收器,以及種類齊全的接觸式、延遲塊和水浸式探頭。