Các loại đầu dò của máy đo độ dày vật liệu

1. Đầu dò máy đo độ dày là gì?

Đầu dò là bộ phận quan trọng nhất của máy đo độ dày vật liệu, có nhiệm vụ phát và thu sóng siêu âm. Khi nhận xung điện, tinh thể áp điện trong đầu dò rung động tạo sóng âm đi vào vật liệu; sóng phản xạ quay lại được đầu dò thu và chuyển thành tín hiệu điện để máy xử lý.

Nói một cách dễ hiểu, đầu dò máy đo độ dày vừa là chiếc loa nhỏ phát sóng, vừa là chiếc micro thu sóng. Nó giữ vai trò trung tâm trong thiết bị đo độ dày kim loại, vì thế việc lựa chọn đúng loại đầu dò sẽ quyết định kết quả đo có chính xác, nhanh chóng và rõ ràng hay không.

2. Tổng hợp các loại đầu dò của máy đo độ dày vật liệu

Khi nói đến máy đo chiều dày kim loại, sự chính xác và phù hợp của đầu dò là yếu tố quyết định chất lượng kết quả. Dưới đây là giới thiệu chi tiết từng loại đầu dò chính:

2.1 Đầu dò Biến tử kép (Dual Element Probes)

***Ứng dụng: Loại đầu dò này thường được các kỹ thuật viên sử dụng trong các hệ thống máy đo độ dày kim loại để kiểm tra độ ăn mòn, đặc biệt hiệu quả trên các vật liệu dày hoặc bị ăn mòn nhẹ, nơi khó xác định lớp phía sau.

***Đặc điểm: Đầu dò làm từ hai phần tử riêng biệt: một phát xung âm, một thu xung phản xạ với lớp cách âm giữa. Thiết kế này giúp giảm nhiễu từ sóng “ring-down” và tăng độ nhạy để phát hiện các lớp mỏng hoặc vật liệu gần bề mặt. 

***Nguyên lý hoạt động: Sóng siêu âm phát ra và thu nhận từ hai thành phần riêng biệt, tạo đường truyền hình chữ V trong vật liệu, tăng độ tập trung và độ phân giải, đặc biệt hữu ích khi kiểm tra các bề mặt không mịn hoặc tồn tại ăn mòn sâu. 

2.2 Đầu dò Siêu âm đơn biến tử (Single Element Probes)

***Ứng dụng: Thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao như đo vật liệu siêu mỏng (nhựa, kim loại mỏng). Một số biến thể còn có khả năng bỏ qua lớp sơn phủ để đo độ dày lớp nền chính xác.

***Đặc điểm: Chỉ có một phần tử vừa phát vừa nhận sóng siêu âm. Khi làm việc ở tần số cao (có thể lên trên 20 MHz), nó cho phép đo độ dày mỏng nhất chỉ 0.15 – 0.20 mm, lý tưởng để đo dí. Một số probe đơn biến tử còn sử dụng kỹ thuật “multi-echo” để tự động loại bỏ ảnh hưởng của lớp phủ sơn trên bề mặt

***Nguyên lý hoạt động: Các loại đầu dò siêu âm phát một xung duy nhất, chờ tín hiệu phản xạ giữa thành bên và bề mặt. Một số máy đo độ dày vật liệu cao cấp đo nhiều xung phản xạ liên tiếp để xác định độ dày vật liệu bên trong, bỏ qua lớp sơn hoặc lớp phủ bên ngoài. 

2.3 Đầu dò Nêm trễ (Delay-Line Probes)

***Ứng dụng: Dùng trong các tình huống đo vật liệu cực mỏng, vật liệu ở nhiệt độ cao hoặc bề mặt cần độ chính xác rất cao. Thiết kế phù hợp để đo trên bề mặt cong hoặc lồi lõm.

***Đặc điểm: Được tích hợp thêm một nêm trễ để tách xung phát và xung phản xạ, giúp cải thiện độ phân giải gần bề mặt. Một số kiểu có kiểu dáng linh hoạt giúp tiếp âm dễ dàng trên bề mặt cong.

***Nguyên lý hoạt động: Xung siêu âm được gửi qua nêm trễ, sau đó vào vật liệu. Nêm giúp giảm độ trễ của thiết bị để dễ phân biệt tín hiệu sớm từ bề mặt và tín hiệu muộn từ đáy. Kết quả là đo độ dày chính xác hơn trên vật mỏng hoặc bề mặt chế tạo tinh vi. 

2.4 Đầu dò Nhúng (Immersion Probes)

***Ứng dụng: Lý tưởng để đo liên tục các sản phẩm trên dây chuyền hoặc phôi di chuyển trong bồn chứa. Thường dùng trong công nghiệp hóa chất, sản xuất ống hoặc sản phẩm trôi nổi.

***Đặc điểm: Thay vì tiếp xúc trực tiếp, probe sử dụng môi trường nước hoặc nước có chất dẫn (couplant) như môi trường truyền sóng. Điều này giúp kiểm tra không cần tiếp xúc vật lý – phù hợp với vật liệu nhỏ, mỏng, di động 

***Nguyên lý hoạt động: Sóng siêu âm truyền từ đầu dò máy đo độ dày vật liệu qua cột chất lỏng (thường là nước), rồi truyền vào sản phẩm cần đo. Khi sản phẩm di chuyển qua vùng đo, thiết bị liên tục nhận xung phản xạ để xác định độ dày mà không làm gián đoạn dây chuyền sản xuất

3. Lợi ích khi sử dụng các loại đầu dò siêu âm

Việc lựa chọn đầu dò phù hợp mang lại nhiều lợi ích quan trọng, giúp tối ưu hóa hiệu quả của máy đo độ dày kim loại:

• Tăng độ chính xác: Mỗi loại đầu dò máy đo độ dày được thiết kế để tối ưu hóa hiệu suất trên một loại vật liệu hoặc ứng dụng cụ thể, từ đó đảm bảo kết quả đo chính xác nhất.
• Tiết kiệm thời gian và công sức: Khi sử dụng đúng đầu dò, người vận hành không cần phải thực hiện các thao tác xử lý bề mặt phức tạp hoặc đo đi đo lại nhiều lần để có kết quả đáng tin cậy.
• Mở rộng phạm vi ứng dụng: Sự đa dạng của các loại đầu dò siêu âm cho phép thiết bị đo độ dày kim loại được sử dụng trong nhiều môi trường khác nhau, từ các nhà máy sản xuất thép, chế tạo máy đến các ứng dụng kiểm tra đường ống và cấu trúc phức tạp.
• Đảm bảo an toàn: Với các đầu dò nêm trễ, người vận hành có thể đo trên bề mặt nóng mà không tiếp xúc trực tiếp, đảm bảo an toàn lao động.

4. Hướng dẫn chọn đầu dò phù hợp cho máy đo độ dày vật liệu

Việc chọn đầu dò đúng không chỉ giúp bạn có kết quả chính xác mà còn tối ưu hóa chi phí đầu tư. Để đưa ra quyết định đúng đắn, bạn cần cân nhắc các yếu tố sau:

• Loại vật liệu: Với vật liệu có bề mặt gồ ghề, ăn mòn, hãy chọn đầu dò biến tử kép. Với vật liệu đồng nhất và bề mặt phẳng, đầu dò đơn biến tử là lựa chọn tốt.
• Độ dày vật liệu:Đối với vật liệu mỏng, đầu dò nêm trễ là lựa chọn tối ưu. Với các vật liệu dày, bạn có thể sử dụng cả đầu dò đơn và kép tùy thuộc vào điều kiện bề mặt.
• Điều kiện bề mặt: Nếu bề mặt vật liệu có lớp sơn, lớp phủ hoặc lớp gỉ, đầu dò biến tử kép sẽ cho kết quả chính xác hơn vì nó có khả năng "bỏ qua" các lớp này.
• Nhiệt độ: Khi đo trên bề mặt nóng, đầu dò nêm trễ hoặc các đầu dò chuyên dụng cho nhiệt độ cao là điều kiện bắt buộc.
• Môi trường làm việc:Trong các ứng dụng tự động hóa hoặc đo trên diện tích lớn, đầu dò nhúng sẽ là giải pháp hiệu quả nhất.

Hy vọng những thông tin chi tiết trên đã giúp bạn hiểu rõ hơn về các loại đầu dò của máy đo chiều dày kim loại. Việc lựa chọn đúng đầu dò không chỉ nâng cao độ chính xác của phép đo mà còn giúp tối ưu hóa hiệu quả công việc. Nếu bạn đang tìm kiếm một thiết bị đo độ dày chất lượng hoặc cần tư vấn chuyên sâu hơn, hãy ghé thăm website của chúng tôi để được hỗ trợ tận tình.