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测量橡胶轮胎的厚度

应用
测量各种橡胶轮胎中钢帘线层和纤维帘线层(带束层)的深度。在很多情况下,还需测量轮胎的总壁厚。
背景
为了控制橡胶轮胎的质量,轮胎制造商需要了解嵌入到轿车、卡车和越野车的轮胎内部的钢帘线或纤维帘线的位置。这一点对于重型卡车和建筑设备使用的大号、昂贵的轮胎来说尤其重要,因为帘线嵌入的位置不当会导致出现损失惨重的故障。在某些情况下,轮胎制造商还希望测量轮胎的总壁厚。由于高频声波在橡胶材料中的衰减性很大,而且大多数轮胎内部结构所产生的回波具有非常复杂的模式,因此在进行这类测量时,需要考虑到一些特殊的因素。
设备
有两种常用的测量橡胶轮胎厚度的方式,具体使用哪一种测量方式取决于所要测量的轮胎的厚度。奥林巴斯建议使用以下仪器完成某些特定的应用:
38DL PLUS型号仪器或装有单晶软件的45MG测厚仪,可以使用奥林巴斯的M1036 (2.25 MHz)探头完成测量应用。大多数情况下,这些测厚仪与低频探头一起,用于测量轿车和轻型卡车的轮胎,而且一般只用于测量嵌入轮胎中的帘线的深度。测量范围大约为3毫米到25毫米,校准准确度为±0.25毫米或更高。波形显示(38DL PLUS仪器的标准配置,45MG测厚仪的选配功能),在确认第一个探测到帘线的回波方面,非常有用,这个回波代表橡胶层的最小厚度。
带有方波脉冲发生器的EPOCH系列探伤仪,如:EPOCH 6LT、EPOCH 650或EPOCH 1000仪器,使用所选的低频探头进行检测。这些方波探伤仪使用可选的带通滤波功能,可以提供比测厚仪强得多的穿透性能,因此我们建议使用这类探伤仪测量更大的轮胎,如:卡车和越野车的轮胎。橡胶层的厚度等于和大于200毫米的轮胎通常使用500 kHz探头进行测量,有时候还需要使用两个探头在一发一收模式下完成测量操作。典型的测量准确度范围从轿车轮胎的±0.25毫米或更好到大型卡车和越野车轮胎的±1毫米。
测量程序
不同类型轮胎的声衰减和内部结构差异很大,因此对每种类型的轮胎进行单独评估至关重要。在橡胶材料的测量应用中,总是需要使用2.25 MHz或更底低频的探头。在某些情况下,使用带有环氧树脂防磨面的探头,可以改进探头与橡胶材料之间的声耦合效果。在轮胎检测中最常推荐使用的奥林巴斯探头是M1036探头(2.25 MHz,直径12.5毫米,具有高穿透性能)和V601-RB探头(500 kHz,直径25毫米) 在检测很厚轮胎(橡胶层大于100毫米)的应用中,我们成功地使用了一对V601-RB探头配合一台探伤仪,在一发一收模式下完成了检测。将发射器与接收器的功能分开,可以为接收器使用很高的增益,而不会出现与放大激励脉冲而引起的潜在的噪声问题。在所有测量橡胶轮胎的应用中,通常建议使用凝胶耦合剂。为了确保轮胎表面良好的湿润性,一定要将耦合剂施用到胎面的纹路中。正如任何超声测厚应用一样,橡胶轮胎的测量也需要使用一个厚度已知的样件,校准所要检测的橡胶的声速。橡胶的声速会随着温度的改变而迅速发生变化,因此要获得准确度很高的结果,必须要在与实际测量条件非常接近的温度条件下测量声速。 是否可以利用超声技术成功地测量轮胎的总厚度(与测量帘线深度的应用不同),取决于轮胎中帘线的结构。在某些种类的轮胎中,会有很多帘线层,而且帘线层还可能非常紧密地叠加在一起,起到阻止声波传播的作用。在这种情况下,就不会有足够的声能达到轮胎的内壁,因而不能测量轮胎的总厚度。在其它类型的轮胎中,每条帘线之间可能有更大的空隙,可以使声能穿过并到达轮胎内壁,因此就可以测量轮胎的总厚度。必须根据每种轮胎的不同的情况,进行合理的评估工作。当屏幕上出现了轮胎内壁的回波时,仪器就会切换到第二个存储的设置,对轮胎的总厚度进行测量。 图1显示的是轿车轮胎钢帘线的回波,厚度测量从外侧胎面算起,胎面的厚度约为12.5毫米。 检测使用的是38DL PLUS型号测厚仪和M1036探头(2.25 MHz)。本例中,对回波的测量到第一个正波瓣为止。

图1
图2显示的是对一个大型建筑车辆轮胎总厚度的测量情况,轮胎厚度约为171.5毫米,使用1台EPOCH 650探伤仪和两个500 kHz V601-RB探头在穿透模式下完成测量。测量闸门被放置在靠近显示屏幕右侧的波峰区域,以采集到橡胶轮胎的总厚度值。

图2 |


应用所使用的产品

72DL PLUS高级超声测厚仪小巧便携、易于使用,可以提供准确的厚度测量值。这款创新型厚度测量工具可与频率高达125
MHz的单晶探头相兼容,非常适合测定多层漆料、涂料和塑料等超薄材料的厚度。它可同时显示最多6层的厚度。

EPOCH
6LT便携式超声探伤仪经过优化,可使检测人员单手完成操作,并在需要借助绳索进行攀爬和对便携性能有很高要求的应用中,出色地完成检测任务。EPOCH
6LT仪器的重量很轻,且其设计符合人体工程学的要求,操作人员手持仪器可以安全地进行检测操作,也可以在需要借助绳索进行攀爬的应用中将仪器绑缚在腿上进行检测。

EPOCH
650仪器是一款常规超声探伤仪,具有优质的检测性能和广泛的适用性:可用于许多检测应用。这款简单直观、坚固耐用的仪器脱胎于广受欢迎的EPOCH
600探伤仪:EPOCH 650仪器添加了一些EPOCH 600探伤仪没有的功能。

45MG是一款配备有标准测量功能和多个软件选项的高级超声测厚仪。这款独特的厚度测量工具可与我们的全系列双晶和单晶测厚仪探头兼容。

用途广泛的38DL
PLUS测厚仪既可与双晶探头一起使用,测量被腐蚀管道的厚度,也可与单晶探头一起使用,对薄材料或多层材料进行非常精确的厚度测量。
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