超聲波硬度計(jì)UCI方法原理

UCI方法（超聲波接觸阻抗）或改進(jìn)的Vickers方法是由Claus Kleesattel發(fā)明的，并已在金屬加工行業(yè)中使用了50多年。過(guò)去的應(yīng)用領(lǐng)域通常是笨重和/或不可移動(dòng)的部件，這些部件無(wú)法使用傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試方法，或者非常困難。但是，現(xiàn)代UCI硬度測(cè)試設(shè)備的可靠性，應(yīng)用速度，出色的選擇性和簡(jiǎn)便的操作確保了它們比傳統(tǒng)硬度測(cè)試有更多的用途。

硬度測(cè)試設(shè)備包括一個(gè)測(cè)量探頭（手動(dòng)測(cè)量探頭或電動(dòng)測(cè)量探頭），以及一個(gè)用于評(píng)估，保存和比較測(cè)量值的測(cè)試設(shè)備。可以在狹窄的空間內(nèi)以及難以到達(dá)的區(qū)域或具有挑戰(zhàn)性的材料幾何形狀的所有方向上進(jìn)行測(cè)試。

測(cè)量過(guò)程手動(dòng)測(cè)量探針在移動(dòng)式硬度測(cè)試過(guò)程中用手放置，然后向下推到材料上。 1秒后（通常），測(cè)得的硬度值將以數(shù)字方式顯示并保存。

測(cè)量序列的自動(dòng)保存意味著操作員可以專注于探頭的定位，并在以后閑暇時(shí)評(píng)估結(jié)果。達(dá)到測(cè)試力后，立即在各個(gè)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行硬度測(cè)量，設(shè)備會(huì)在視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)上指示出這種強(qiáng)度，使用電動(dòng)測(cè)量探頭可使操作員在施加較小測(cè)試力的同時(shí)獲得更好的結(jié)果。

使用這種方法，將探頭定位并握在手中。但是，測(cè)試力是由集成電動(dòng)機(jī)施加的，為了保證質(zhì)量，也可以將自動(dòng)測(cè)量集成到生產(chǎn)線中。這通常涉及使用帶有特殊支架的手動(dòng)測(cè)量探頭

使用SonoDur系列進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估可以直接在設(shè)備中的位置上分析測(cè)量結(jié)果。該測(cè)量設(shè)備還提供基于顏色的區(qū)分和公差偏差（閾值）計(jì)算選項(xiàng)，并具有包括單次誤差校正在內(nèi)的整個(gè)統(tǒng)計(jì)功能，還可以根據(jù)EN ISO 18265重新評(píng)估數(shù)據(jù)，DIN 50150和/或ASTM E140，適用于維氏，布氏，洛氏和肖氏等常見(jiàn)硬度標(biāo)尺。生產(chǎn)線的測(cè)量也可以自動(dòng)化進(jìn)行。SonoDur-R還可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的自動(dòng)化測(cè)量。*隔離的數(shù)字量I / O接口使直接控制執(zhí)行器成為可能。還提供具有統(tǒng)計(jì)功能的測(cè)量值計(jì)數(shù)器和用于傳輸測(cè)量值的U??SB接口。廣泛的定制選項(xiàng)，特別是生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量保證功能，使這些設(shè)備成為補(bǔ)充傳統(tǒng)硬度測(cè)試程序的理想方式。

使用UCI方法測(cè)試硬度的優(yōu)點(diǎn)位置無(wú)關(guān)的移動(dòng)測(cè)量，還可以在狹窄空間內(nèi)的所有方向上起作用能夠在大型物體上，困難的測(cè)試位置和具有挑戰(zhàn)性的零件幾何形狀（例如齒輪齒根和齒形）上進(jìn)行測(cè)量相似的。快速，可靠的測(cè)量（典型值為1秒）可以輕松實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的硬度測(cè)量小壓痕尺寸/深度-可以認(rèn)為該過(guò)程是無(wú)損的，即使在非對(duì)稱測(cè)試壓痕的情況下也具有高度可重復(fù)的結(jié)果和較低的靈敏度，因?yàn)檎麄€(gè)接觸面都包含在硬度計(jì)算中根據(jù)預(yù)期的測(cè)試應(yīng)用進(jìn)行調(diào)整和調(diào)整。

超聲波硬度計(jì)UCI方法原理

UCI硬度測(cè)試程序UCI方法（超聲波接觸阻抗或修正的Vickers程序）-于1965年以“ SonoDur”的名稱投入使用-以電子方式評(píng)估每個(gè)維氏硬度測(cè)試壓痕的時(shí)間僅為幾分之一秒，并顯示數(shù)字化結(jié)果。與傳統(tǒng)的維氏硬度測(cè)試一樣，材料表面以預(yù)定的力暴露于具有定義的幾何形狀（=維氏金剛石）的壓頭的尖。

但是，與傳統(tǒng)方法不同，動(dòng)態(tài)耦合阻抗測(cè)量用于測(cè)量負(fù)載下的硬度值。為此，在其頂端裝有壓頭的機(jī)械諧振器（振動(dòng)棒）受到約78kHz的縱向振動(dòng)的激勵(lì)，并被迫進(jìn)入測(cè)試材料。

通過(guò)這種材料耦合，在維氏金剛石下面會(huì)產(chǎn)生接觸電阻，從而導(dǎo)致振動(dòng)幅度衰減并同時(shí)以特征方式增加振動(dòng)頻率。一旦達(dá)到預(yù)定的測(cè)試力并立即從那里得出維氏硬度，就可以確定該頻移。

振動(dòng)桿的共振頻率隨著測(cè)試力（或接觸表面）的影響增加而增加。如果測(cè)試力恒定，則振動(dòng)頻率（=差分頻率Δf）與空氣中的待機(jī)頻率f0的偏差是材料硬度的間接度量。但是，差分頻率還取決于諧振器，壓頭和測(cè)試材料的彈性特性（電子模塊，泊松比）。由于這些參數(shù)通常是未知的，因此必須針對(duì)已知硬度的探頭（=正常，參考板）對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)。

這樣就可以很容易地從差頻，測(cè)試力和校準(zhǔn)數(shù)據(jù)中計(jì)算出硬度。基材特性必須根據(jù)DGZfP的DIN 50159 / MC1準(zhǔn)則對(duì)表面進(jìn)行準(zhǔn)備（打磨）。

還可以在具有挑戰(zhàn)性的表面（例如深色背景）上進(jìn)行UCI測(cè)量，這些表面超出了傳統(tǒng)的維氏測(cè)試方法的范圍。

哪些應(yīng)用適合UCI硬度測(cè)試？

進(jìn)貨檢驗(yàn)，混合檢查，生產(chǎn)控制，內(nèi)置組件的維護(hù)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)室中傳統(tǒng)類型的硬度測(cè)試硬化的表面，復(fù)雜的幾何形狀，涂層熱切削刃和焊縫適用于無(wú)法使用傳統(tǒng)硬度測(cè)量技術(shù)的任何情況或有用（具有挑戰(zhàn)性的表面特性），或者它們太慢的地方。

使用UCI工藝進(jìn)行移動(dòng)硬度測(cè)試UCI方法的廣泛應(yīng)用可能性意味著用戶必須準(zhǔn)備相應(yīng)地進(jìn)行測(cè)試。這樣做時(shí)，最重要的是檢查測(cè)試設(shè)備的功能，并確保測(cè)試材料的組件特性和表面質(zhì)量適合UCI方法-使用其他表面時(shí)通常會(huì)忽略這一任務(wù)硬度測(cè)試程序。這可能意味著無(wú)法達(dá)到對(duì)測(cè)試結(jié)果的期望和/或無(wú)法將結(jié)果與其他測(cè)試程序進(jìn)行比較。此外，盡管對(duì)操作員而言相當(dāng)容易，但執(zhí)行UCI硬度測(cè)試仍需要基本水平技巧（如果要手動(dòng)使用測(cè)量探針）。因此，始終建議您在操作中首先測(cè)試移動(dòng)式硬度測(cè)試程序的適用性，以確保您的人員接受了適當(dāng)?shù)挠捕葴y(cè)量所需的培訓(xùn)。這很重要，因?yàn)椴僮鲉T是測(cè)量設(shè)備的基本組成部分，因此需要了解如何使用精密測(cè)量工具，在購(gòu)買之前，通常應(yīng)在部件上對(duì)新的測(cè)試設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，以確保它是正確使用該工具的工具。