超声波振幅测量仪

  背景介绍 

   众所周知超声波振动的振幅（位移量）是超声波设备的关键指标之一。超声波振动的振幅直接代表了超声波输出能量的大小，也关系到相关材料的强度和整机的使用寿命。无论对于生产超声波设备的厂家或是使用超声波设备的用户，怎么强调它的重要性都不为过。因为频率高，振幅小，常用的测试手段对它无能为力，故很难测量。一般用激光测振仪进行测量，但激光测振设备价格昂贵，操作复杂，不要说一般生产单位，就是专业的研究设计单位能配备的也是凤毛麟角，根本不可能普遍应用。

   一般而言，对20K系统，铝合金的振幅不要超过60μm，合金钢的振幅不要超过80μm，钛合金的振幅不要超过100μm是比较安全的。

   超声波振幅表现在焊接模具上，就是超声波振动系统对焊接工件所作的功P，P=FS。其中F是模具的压力，S是位移量（即振幅）。超声波振动系统对焊接工件所作的功，最终的表现是工件的发热量，它直接关系到焊接效果。若振幅太小，焊接能量不够，该焊的地方焊不牢，不该焊的地方会发热或烧蚀。若振幅太大，则造成过焊，流胶。若模具设计不合理，振幅分布不均匀，则焊接质量就大大下降，也达不到气密效果。

 测量原理  

       因为超声波纵向振动是一个伸缩式来回往复运动，故任一质点起始位置就是振动来回往复运动的中点。在超声波未起振时，传感器的检测头先与被检测点接触，此时指示的位置是超声波振动的中点。开动超声波后，被检测点推动传感器的检测头向前（即正方向）运动，到达最远处后再向往回（负方向）作同样运动，而检测头则保持在此处基本不动，此时传感器所指示的即是超声波纵向往复振动单边振幅的最大值Ap。该振幅Ap的二倍

        Ap-p = 2Ap   振幅的峰峰值，即是我们最常说的超声波振幅。

         Aa  = 0.707Ap-p 振幅的有效值，做超声波研究时会用到。

 基本结构 

   本测量仪由基座和位移传感器二部分构成。基座负责整个系统的支撑，并调节位移传感器的上下位置和指向。位移传感器检测超声波振幅并指示振幅大小。

                                                                                                                                   图1                                                                             图2

                                                                                                                        向上检测状态                                                         向下检测状态 

                              振幅传感器 2、振幅显示屏3、检测头 4、夹具 5、立柱 6、限位螺丝 7、底座

技术指标 

1. 1. 精度：2.5%。
   2. 灵敏度：1μm。
   3. 最大量程：1200μm。
   4. 可测频率范围：10KHz~100kHz。
   5. 电源：3V  DC。
   6. 读数方式：数字式。
   7. 显示屏可270°旋转，测量方向根据需求转换。
   8. 任意位置进行公英制转换。
   1. 采用非接触线性电容式测量系统。
   10. 任意位置置零。

 注意事项 

         1.测量仪属于精密仪器，应轻拿轻放。

         2.只能测量光滑平整的表面，粗糙或有花纹的表面会影响测量精度，并造成检测头损坏。

                               3.不得在检测头顶住被测面的情况下移动，测试完毕后应先下移检测头，才能移动或收起测量仪。

         4.本测量仪仅能测量一维方向的振幅。