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超聲硬度計工作原理

 更新時間:2015-01-20 點擊量:2424

    超聲硬度計是借助超聲傳感器桿諧振頻率的變化來測量硬度,主要用于測定金屬的洛氏硬度,采用比較法也可用于其他測量。超聲硬度測量的優(yōu)點是對試件表面的破壞極小、測量速度很快、操作程序簡單,特別適合于成品工件檢驗,并且可以手握測頭直接對工件檢測,特別適合于不易移動的大型工件、不易拆卸的部件進(jìn)行測量。

    在均勻的接觸壓力下,傳感器桿*的壓頭與試件表面接觸,則傳感器桿的諧振頻率會隨試件的硬度而改變,通過測量傳感器桿的這種諧振頻率變化,即可確定試件的硬度。

    試件的彈性模量不同,也會影響接觸面積的大小,即影響傳感器桿諧振頻率的變化。因此,超聲硬度試驗法是一種比較測量的方法,需要以彈性模量和被測試件相同的試塊作為校準(zhǔn)試塊來消除這種影響。

    在測頭中有一個具有磁致伸縮效應(yīng)的傳感器桿,一端焊到一個鋼圓柱體上,此圓柱體質(zhì)量要比傳感器大得多,另一端鑲有136金剛石角錐壓頭,激勵線圈繞在傳感器桿上,在靠近傳感器桿與圓柱體的連接處固定上壓電晶體片。

   傳感器桿作為一個機(jī)械諧振子,插入到激勵放大器的反饋電路中,在激勵線圈的作用下,使傳感器桿產(chǎn)生縱向超聲振動,由壓電晶片檢出這個信號,正反饋到激勵放大器的輸入端,構(gòu)成一個自激振蕩器,其振蕩頻率就是傳感器桿的諧振頻率,反映了試件的硬度。

    從激勵放大器輸出一個信號,饋送到脈沖電路中,形成一個重復(fù)頻率,是上述振蕩頻率1/2的方波脈沖,經(jīng)脈沖功率放大器放大,啟動鑒頻器。在鑒頻器中,把反映不同硬度的頻率變化轉(zhuǎn)換成直流電流的變化,然后用一個直接用硬度單位標(biāo)度的直流微安表指示出來。在硬度刻度事先用標(biāo)準(zhǔn)試塊校準(zhǔn)后,就可從指示表上直接讀出試件的硬度值。

    作為該型超聲硬度計還采用充電裝置來直接由220V交流電對電池組充電,用穩(wěn)壓器消除工作過程中電池組電壓下降對示值穩(wěn)定性的影響。

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