渦流探傷設(shè)備的原理和維護(hù)

渦流探傷設(shè)備的原理和維護(hù)

2007-09-03

技術(shù)分類：動力技術(shù)

資訊內(nèi)容：

摘要

結(jié)合寶鋼熱札廠采用SmartSCAN渦流探傷設(shè)備對乳輥表面進(jìn)行探傷的使用情況，簡介美國ASKO公司生產(chǎn)的SmartSCAN渦流探傷設(shè)備的工作原理、主要故障和解決方法。

關(guān)鍵詞

渦流探傷

軋輥表面缺陷

探測精度

中圖分類號

TH878+.3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼

B

寶鋼熱軋廠裝備有多臺美國ASKO公司生產(chǎn)的SmartSCAN渦流探傷儀，渦流探傷儀屬于專業(yè)性很強(qiáng)的精密檢測設(shè)備，許多有關(guān)使用和維護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)資料外方未提供，給渦流探傷儀的正常使用和故障排除帶來很大的困難。一、渦流檢測原理

1.渦流檢測的原理

在渦流檢測中，通常用探頭線圈產(chǎn)生激勵磁場，計算通過探頭線圈的正弦電流ip為：

ip=Imsin(ωt)

(1)

式中Im—正弦電流幅值

該正弦電流所產(chǎn)生的磁通量φP也按正弦規(guī)律變化，令相對于Im的磁通量為φm，則正弦電流產(chǎn)生的磁通量φP，按下式計算：

φP=φmsin(ωt)

(2)

將探頭線圈靠近導(dǎo)體材料（如軋輥）時，在導(dǎo)體中感應(yīng)出渦流，渦流磁場總是阻礙激勵磁場的變化。有導(dǎo)體存在時，探頭線圈中的總磁通量φE為：

φE=φP－φs

(3)

式中φE——探頭線圈中的總磁通量

φs——渦流的磁通量

如果檢測時保持φP不變，則由于材料性質(zhì)引起的渦流變化，會導(dǎo)致線圈總磁通量φE的變化。所以，渦流檢測實質(zhì)上就是對探頭線圈阻抗的變化量的測量。通過檢測探頭線圈阻抗的變化，就可以檢驗導(dǎo)體材料的材質(zhì)和完整性。

2.探頭線圈的等效電路和阻抗平面圖

當(dāng)渦流線圈導(dǎo)線的電阻不能忽略時，其等效電路是一個由線圈電感和電阻串聯(lián)的電路，其中電阻由線圈中導(dǎo)線電阻和電纜線電阻組成?？傋杩篂椋?/p>

Z=Ro+jωLo

(4)

式中Z——渦流線圈總阻抗

Ro——線圈電阻

ωLo——線圈電抗

圖1所示用直角坐標(biāo)平面顯示探頭線圈的阻抗，橫坐標(biāo)表示阻抗的實數(shù)分量，即電阻分量；縱坐標(biāo)表示阻抗的虛數(shù)分量，即電抗分量。此矢量圖被稱為阻抗平面圖，它是渦流檢測中常用的重要工具。圖中阻抗矢量的端點Po稱為“工作點”。

如果將探頭線圈接近導(dǎo)體材料，由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象和渦流磁場的作用，使探頭線圈的阻抗發(fā)生變化，阻抗矢量的端點產(chǎn)生移動，例如從Po移到P1。如果導(dǎo)體材料有缺陷或材質(zhì)差異改變了渦流的狀況，則阻抗矢量的端點又會在P1點的基點上產(chǎn)生變化。

通過接近導(dǎo)體材料后探頭線圈等效電路的分析，可以得到上述阻抗變化的基本規(guī)律，再通過一系列的電路來實現(xiàn)利用渦流檢測軋輥表面缺陷的目的。

二、SmartSCAN渦流探傷儀的工作原理

SmartSCAN是利用渦流技術(shù)探測軋輥表面缺陷、裂紋、軟點和磁性的探測系統(tǒng)，主要由傳感頭（探頭組件）、定位器（傳動、驅(qū)動機(jī)構(gòu)）、智能接口和數(shù)字控制站構(gòu)成。整套系統(tǒng)的電氣原理見圖2。

1.探頭

探頭包括用來探測裂紋和軟點缺陷的渦流線圈、用來探測磁性的磁性傳感器和使探頭以指定距離定位在軋輥表面的間隙傳感器。當(dāng)SmartSCAN進(jìn)行軋輥檢測時，探頭被定位在離軋輥表面0.04英寸（1MM）處。探頭內(nèi)的渦流線圈通過智能接口中的“OSC/DET”，插件板產(chǎn)生電磁波，利用間隙感應(yīng)信息可以探測偏心率和測量軋輥外形（外形檢查）。

2.定位器

探頭固定在Smart定位器的末端，Smart定位器包含一個通過步進(jìn)驅(qū)動器連接到機(jī)械傳動絲杠上的受控步進(jìn)馬達(dá)。它用來精確定位探頭，使其達(dá)到非常準(zhǔn)確的效果。當(dāng)軋輥檢測進(jìn)行時，Smart定位器向前移動探頭到離軋輥表面0.04英寸的位置。在軋輥檢測期間，間隙被不斷地監(jiān)測和校正，使其正確維持在0.04英寸。當(dāng)軋輥檢測結(jié)束或中斷時，探頭以最快的速度返回Smart定位器中。標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械傳動裝置有24英寸（61cm）的行程，因此SmartSCAN能掃描直徑在48英寸（122cm）范圍內(nèi)的軋輥。

3.智能接口

(1)智能接口的硬件組成

高速通訊處理器（HSCP）—這塊電路板作為與SmartSCAN數(shù)控臺連接的光纖接口并控制Smart定位器，此外它還將來自VARFLT電路板已濾波的模擬缺陷信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。在HSCP和VARFLT電路板之間有一組電纜線，它用于兩板之間的信息交換。

可變?yōu)V波板（VARFLT）—這塊板接收OSC/DET電路板上未處理的缺陷信號，并用軟件配置的低通和帶通濾波器去識別裂紋和軟點響應(yīng)信號。這時可以調(diào)整“S”Spall，“Fe”Spall和Pinch-Bruise信號的增益。這塊板的輸出在智能接口后蓋上的“TestPoints”連接器處可以獲得，它們將傳遞到HSCP上進(jìn)行AID轉(zhuǎn)換。

振蕩／檢測電路板（OSC/DET）—這塊板將直接與探頭中的渦流線圈相連接。其振蕩部分在線圈上產(chǎn)生激勵信號(100kHz正弦波）使其在軋輥表面電磁感應(yīng)區(qū)域形成渦流。這塊板的振蕩部分在產(chǎn)生渦流的軋輥表面的電磁區(qū)域是變化的，軋輥表面缺陷如裂紋和軟點，可以導(dǎo)致電磁感應(yīng)區(qū)域的渦流發(fā)生變化。來自線圈的響應(yīng)信號在這塊板上被放大并傳送到可變?yōu)V波板上識別響應(yīng)信號是裂紋還是軟點。

磁性板（MAG、A&B）—這塊板與用來檢測磁性的霍爾效應(yīng)傳感器和用來檢測探頭與軋輥表面之間間隙的接近傳感器相連接。這樣的板有兩塊，各自控制探頭一邊的霍爾效應(yīng)傳感器和接近傳感器。感應(yīng)到的磁性和間隙信息通過這些板并傳送到HSCP進(jìn)A/D轉(zhuǎn)換。

邏輯電路供電板—這塊板為智能接口中印刷電路板和探頭電路提供士15V和士5V的電源。

(2)智能接口的主要作用

智能接口有幾種功能：首先作為Smart定位器的控制器；其次作為來自探頭的缺陷信息的模／數(shù)轉(zhuǎn)換器；此外還向通過光纖與其連接的數(shù)控臺傳遞缺陷信號。智能接口根據(jù)實際可允許的將干擾模擬信號的電磁噪聲減至最小的條件下安裝在探頭附近。因為光纖的高速和無噪聲，被用來傳遞從智能接口到SmartSCAN數(shù)控臺的數(shù)字缺陷信號。

4.數(shù)字控制站

數(shù)字控制站負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的控制，根據(jù)操作人員設(shè)定的程序和參數(shù)，經(jīng)過計算后控制整個系統(tǒng)的運作，將智能接口送來的探測信號轉(zhuǎn)化為直觀的圖形顯示。同時也控制用戶界面，操作人員可以察看探測數(shù)據(jù)，設(shè)置軋輥探測參數(shù)，監(jiān)控整個探測過程。由于控制的需要，軋輥轉(zhuǎn)速和刀架滑座的速度信號也同時傳送到數(shù)字控制站中，探傷時輥面情況可通過顯示器看到。

數(shù)字控制站包括一個多處理器計算機(jī)系統(tǒng)，一個彩顯和一個鍵盤（含鼠標(biāo)），其中多處理器計算機(jī)系統(tǒng)主要包括：

(1)主CPU卡。安裝WINDOWS操作系統(tǒng)，用于控制用戶界面。

(2)實時CPU卡。基于DOS操作系統(tǒng)，用于實時處理各項功能和數(shù)學(xué)運算。

(3)編碼器卡。用于接收和處理安裝在床頭箱上和刀架滑座上的編碼器的信號，為CPU提供軋輥轉(zhuǎn)速信號和刀架滑座移動速度信號，從而參與探傷過程控制。

(4)共享內(nèi)存。用于兩個CPU運算時數(shù)據(jù)的存儲。

(5)高速通信接口。用于和智能接口之間進(jìn)行信息交換。

三、主要故障及維修技術(shù)

1.探頭和輥面之間的間隙偏離了標(biāo)準(zhǔn)值

根據(jù)探傷儀的探傷原理，在渦流線圈上加上正弦電流，產(chǎn)生感應(yīng)磁場，該感應(yīng)磁場接近軋輥表面會發(fā)生一定的變化，探傷儀通過檢測磁場變化情況來確定軋輥表面是否帶傷。探頭與軋輥表面的間隙大小直接影響到探傷結(jié)果的準(zhǔn)確性，如果間隙太小，則探測靈敏度太高，輥面上無傷的地方也可能探出有傷，如果間隙太大，輥面上有傷的地方也可能顯示無傷。

該渦流探傷設(shè)備的探頭和輥面之間的最佳間隙值是lmm，在系統(tǒng)設(shè)定間隙值中相應(yīng)設(shè)定為1mm。這個間隙是通過探頭上的兩個接近開關(guān)來檢測的，經(jīng)過一段時間使用后，接近開關(guān)特性會發(fā)生變化，探頭和輥面之間的間隙將偏離標(biāo)準(zhǔn)值，如不重新校準(zhǔn)間隙精度，就會造成探傷結(jié)果錯誤，可能造成誤探或漏探，嚴(yán)重時會造成軋輥在軋線爆輥或剝落。

對于探頭和輥面之間的間隙偏離了標(biāo)準(zhǔn)值的情況，可通過輔助診斷功能中的“間隙校準(zhǔn)”來調(diào)整間隙精度。具體方法是：當(dāng)用戶選擇了這項功能后，探頭就向前伸到用戶設(shè)定的最低間隙位置，此時可以用塞尺來精確地測量出間隙的大小，將這個值輸入系統(tǒng)，然后選擇“繼續(xù)”后，探頭回縮到最大間隙的位置，仍用塞尺精確測出間隙大小，再輸入系統(tǒng)，當(dāng)選擇“結(jié)束”后，系統(tǒng)將根據(jù)輸入的值計算出補償值，以確保間隙精度。

由于硬件本身的誤差不可避免，當(dāng)間隙校準(zhǔn)后實際間隙仍有誤差，可在參數(shù)設(shè)定中人工適當(dāng)修改探傷信號的增益值，并通過檢測標(biāo)定輥來確定探傷信號增益值的最佳值。

2.OSC/DET板故障或設(shè)定不準(zhǔn)確

智能接口中的OSC/DET板對于探傷精度的影響最大。OSC/DET板上有正弦波發(fā)生電路，可在探頭線圈上產(chǎn)生感應(yīng)磁場，當(dāng)線圈接近輥面時其磁場將發(fā)生變化，此變化量與標(biāo)準(zhǔn)磁場比較，當(dāng)差值大于設(shè)定的門檻值時就認(rèn)為該處有傷，因此，當(dāng)該板出現(xiàn)故障或設(shè)定不正確時探傷儀將探測出錯誤的結(jié)果。

要檢查OSC/DET板的設(shè)定情況，必須使用示波器，首先檢測插件板初級線圈波形，SmartSCAN渦流探傷儀標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定是一個頻率100kHz，波幅士3.5V的正弦波，如果插件板特性變化或故障，則會造成標(biāo)準(zhǔn)正弦波產(chǎn)生變化，從而影響探傷精度，如果檢測出信號有誤差，可調(diào)節(jié)相應(yīng)的電阻確保頻率為l00kHz，波幅誤差不超過10%。探頭遠(yuǎn)離輥面的情況下，次級線圈上也應(yīng)感應(yīng)出一個頻率為l00kHz的正弦波，如果有誤差，需調(diào)節(jié)相應(yīng)的電位計，確保頻率為l00kHz，波幅約為士1.8V，這樣線圈阻抗特性就調(diào)節(jié)好了。

3.線圈損壞時的檢查和維修

如果出現(xiàn)線圈損壞情況，可通過該系統(tǒng)的靜態(tài)測試功能檢測出來，在靜態(tài)測試狀態(tài)下，系統(tǒng)在探頭遠(yuǎn)離輥面的情況下，給渦流線圈通電，如果測試下來無信號返回，則基本可判斷是線圈損壞。更換新的探頭后，由于線圈阻抗特性不同，需要重新調(diào)整工作點。首先調(diào)整探頭和輥面之間的間隙，再調(diào)整OSC/DET板上的正弦波信號。除以上調(diào)整外，探測的信號還需放大后送到過濾器卡中，因此需調(diào)節(jié)OSC/DET插件板上的R11電位計來粗調(diào)探傷信號的增益值，此增益值的作用是調(diào)節(jié)渦流線圈探測出的軋輥表面渦流磁場變化量的放大倍數(shù)，每個探頭線圈對應(yīng)的增益值都不相同，可通過探測標(biāo)定輥，來調(diào)節(jié)此增益值，如果探測結(jié)果基本接近原來的結(jié)果，則這個值基本上調(diào)節(jié)好了。但這里調(diào)節(jié)的值只是一個粗調(diào)值，對應(yīng)每種軋輥必須在系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定中設(shè)定增益值的大小，修改增益值直到檢測標(biāo)定輥的結(jié)果最滿意為止。此時屬于精調(diào)，必須在粗調(diào)到一定范圍內(nèi)才起作用，如果在系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定中修改增益值達(dá)不到滿意結(jié)果，則必須再調(diào)節(jié)OSC/DET插件板上的R11電位計，來粗調(diào)探傷信號的增益值，然后再進(jìn)行精調(diào)直到檢測標(biāo)定輥的結(jié)果最滿意為止。粗糙度儀原理針描法針描法又稱觸針法。當(dāng)觸針直接在工件被測表面上輕輕劃過時，由于被測表面輪廓峰谷起伏，觸針將在垂直于被測輪廓表面方向上產(chǎn)生上下移動，把這種移通過電子裝置把信號加以放大，然后通過指零表或其它輸出裝置將有關(guān)粗糙度的數(shù)據(jù)或圖形輸出來工作原理采用針描法原理的表面粗糙度測量儀由傳感器、驅(qū)動器、指零表、記錄器和電感傳感器是輪廓儀的主要部件之一，其工作原理見圖2，在傳感器測桿的一端裝有金剛石觸針，觸針尖端曲率半徑r很小，測量時將觸針搭在工件上，與被測表面垂直接觸，利用驅(qū)動器以一定的速度拖動傳感器。由于被測表面輪廓峰谷起伏，觸狀在被測表面滑行時，將產(chǎn)生上下移動。此運動經(jīng)支點使磁芯同步地上下運動，從而使包圍在磁芯外面的兩個差動電感線圈的電感量發(fā)生變化。圖3為儀器的工作原理主框圖。傳感器的線圈與測量線路是直接接入平衡電橋的，線圈電感量的變化使電橋失去平衡，于是就輸出一個和觸針上下的位移量成正比的信號，經(jīng)電子裝置將這一微弱電量的變化放大、相敏檢波后，獲得能表示觸針位移量大小和方向的信號。此后，將信號分成三路：一路加到指零表上，以表示觸針的位置，一路輸至直流功率放大器，放大后推動記錄器進(jìn)行記錄；另一路經(jīng)濾波和平均表放大器放大之后，進(jìn)入積分計算器，進(jìn)行積分計算，即可由指示表直接讀出表面粗糙度Ra值。圖3傳統(tǒng)表面粗糙度測量儀工作原理框圖指零表的作用反映鐵芯在差動電感線圈中所處的位置。當(dāng)鐵芯處于差動電感線圈的中間位置時，指零表指針指示出零位，即保證處于電感變化的線性范圍之內(nèi)。所以，在測量之前，必須調(diào)整指零表，使其處于零位。噪聲濾波的目的在于剔除一些干擾信號，如電氣元件的噪聲所引起的虛假信號。大量的測試表明，高于400Hz的信號即不是被測表面粗糙度所引的信號，必須從總信號中加以剔除。所以噪聲濾波器是一種低通(低頻能通過)濾波器，它使400Hz以下的低\o"查看圖片"表面粗擦度輪廓頻信號順利通過，而將400Hz以上的高頻信號迅速衰減，從而達(dá)到濾波的目的。波度濾波的目的則是用以濾掉距大于取樣長度的波度，因此它是一個高通(高頻能通過)濾波器，使表面粗糙度所引起的高頻(相對于波度引起的低頻而言)信號能自由通過。經(jīng)過噪聲濾波和波度濾波以后，剩下來的就是與被測表面粗糙度成比例的信號，再經(jīng)平均表放大器后，所輸出的電流I與被測表面輪廓各點偏離中線的高度y的絕對值成正比，然后經(jīng)積分器完成的積計算，得出Ra值，由指零表顯示出來。這種儀器適用于測定0.02-10μm的Ra值，其中有少數(shù)型號的儀器還可測定更小的參數(shù)值，儀器配有各種附件，以適應(yīng)平面、內(nèi)外圓柱面、圓錐面、球面、曲面、以及小孔、溝槽等形狀的工件表面測量。測量迅速方便，測值精度高。傳統(tǒng)表面粗糙度測量儀存在以下幾個方面的不足：(1)測量參數(shù)較少，一般僅能測出Ra、Rz、Ry等少量參數(shù)；(2)測量精度較低，測量范圍較小，Ra值的范圍一般為0.02-10μm左右；(3)測量方式不靈活，例如：評定長度的選取，濾波器的選擇等；(4)測量結(jié)果的輸出不直觀。造成上述幾個方面不足的主要原因是：系統(tǒng)的可靠性不高，模擬信號的誤差較大且不便于處理等。編輯本段表面粗糙度儀發(fā)展歷史傳統(tǒng)表面粗糙度測量儀的改進(jìn)方案為了克服傳統(tǒng)表面粗糙度測量儀的不足，應(yīng)該采用計算機(jī)系統(tǒng)對其進(jìn)行改進(jìn)。例如，英國蘭克精密機(jī)械有限公司制造的“泰呂塞夫(TALYSURF)”10型和我國哈爾濱量具刃具廠制造的2205型表面粗糙度測量儀就采用了計算機(jī)系統(tǒng)，使其性能較之傳統(tǒng)表面粗糙度測量儀有極大的提高。其基本原理如圖4所示，從相敏整流輸出的模擬信號，經(jīng)過放大及電平轉(zhuǎn)換之后進(jìn)入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，計算機(jī)自動地將其采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波和計算，得到\o"查看圖片"各種加工表面得到的表面光潔度測量結(jié)果，測量結(jié)果及輪廓圖形在顯示器顯示或打印輸出。圖4改進(jìn)后的表面粗糙度測量儀工作原理框圖要采用計算機(jī)系統(tǒng)對傳統(tǒng)的表面粗糙度測量儀進(jìn)行改進(jìn)，就要編制相應(yīng)的計算機(jī)軟件，最好采用比較直觀的菜單形式?？梢园慈鐖D5所示的菜單使用流程圖編制軟件：圖5菜單使用流程框圖改進(jìn)后的表面粗糙度測量儀的功能及使用效果由于采用計算機(jī)系統(tǒng)，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進(jìn)行靈活的處理，顯著地提高了系統(tǒng)的可靠性，所以既大大增加了測量參數(shù)的數(shù)量，又提高了測量精度。例如：哈爾濱量具刃具廠制造的2205型表面粗糙度測量儀的測量參數(shù)多達(dá)二十六個，測量范圍為0.001～50μm，可任選1～5倍的取樣長度作為評定長度，測量結(jié)果及圖形在顯示器、打印機(jī)或繪圖儀上非常直觀地輸出來。它還采用了較為先選的可選擇的數(shù)字濾波器，它與模擬濾波器相比其特性更為準(zhǔn)確，且不會有元器件參數(shù)誤差帶來的影響。另一方面，若在表面粗糙度測量儀測量實驗的教學(xué)過程中引入改進(jìn)后的表面粗糙度測量儀，就實驗的直觀教學(xué)功能而言，也很有意義。改進(jìn)后的電動輸廓儀，通過計算機(jī)軟件與硬件的結(jié)合(尤其是軟件)大大加強(qiáng)了實驗過程的直觀性，這體現(xiàn)在以下幾個方面：(1)整個實驗過程非常直觀地通過軟件的各級菜單進(jìn)行控制。操作簡單、一目了然。(2)輸入與顯示同步，即在測量進(jìn)行過程的同時，觸針在被測表面上滑行的軌跡動態(tài)地顯示在計算機(jī)屏幕上。(3)測量結(jié)果及相關(guān)圖形能非常直觀地、準(zhǔn)確地輸出在顯示器、打印機(jī)或繪圖儀上。很顯然，以上這些直觀的教\o"查看圖片"粗擦度儀學(xué)效果是其它傳統(tǒng)的表面粗糙度測量實驗方法所不具備的。它在得到正確的測量結(jié)果的同時，還充分運用了直觀教學(xué)的原理，幫助學(xué)生加深對表面粗糙度的概念及其各種參數(shù)的直觀理解。結(jié)語(1)傳統(tǒng)的表面粗糙度測量儀由傳感器、驅(qū)動器、指零表、記錄器和工作臺等主要部件組成，從輸入到輸出全過程均為模擬信號。而在傳統(tǒng)的表面粗糙度測量儀的基礎(chǔ)上，采用計算機(jī)系統(tǒng)對其進(jìn)行改進(jìn)后，通過模-數(shù)轉(zhuǎn)換將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送入計算機(jī)進(jìn)行處理，使得儀器在測量參數(shù)的數(shù)量、測量精度、測量方式的靈活性、測量結(jié)果輸出的直觀性等方面有了極大的提高。(2)從前面的分析知，整個改進(jìn)方案并不復(fù)雜，因此對于目前仍廣泛使用的傳統(tǒng)的表面粗糙度測量儀的改進(jìn)具有一定的意義。(3)隨著電子技術(shù)的進(jìn)步，某些型號的表面粗糙度測量儀還可將表面粗糙度的凹凸不平作三維處理，測量時在相互平行的多個截面上進(jìn)行，通過模-數(shù)變換器，將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，送入計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，記錄其三維放大圖形，并求出等高線圖形，從而更加合理的評定被測面的表面粗糙度。粗糙度∶以前一般叫表面光潔度，是用來評定工件表面質(zhì)量的專業(yè)術(shù)語，最早一般用對比樣板來評定工件表面粗糙度，從▲1到▲14一共分為14個等級，隨著科技的發(fā)展使用者對工件表面質(zhì)量要求也越來越高，原來的檢測手段已經(jīng)不能滿足我們的需求，這也就加快了表面粗糙度儀的誕生。粗糙度儀是檢測工件表面粗糙度的數(shù)字化電子儀器，由于準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性好、便于操作等優(yōu)點迅速普及開來。編輯本段粗糙度儀分類粗糙度儀又叫表面粗糙度儀、表面光潔度儀、表面粗糙度檢測儀、粗糙度測量儀、粗糙度計、粗糙度測試儀等多種名稱，國外先研發(fā)生產(chǎn)后來才引進(jìn)國內(nèi)，目前市場上粗糙度儀品牌主要有：英國泰勒粗糙度儀、德國馬爾粗糙度儀、德國霍梅爾表面粗糙度儀、日本三豐粗糙度儀、東京精密粗\o"查看圖片"表面粗擦度輪廓中線糙度、瑞士泰薩粗糙度儀、英國易高粗糙度這些都是國外生產(chǎn)廠商品牌；國內(nèi)生產(chǎn)廠家品牌主要有：北京時代粗糙度儀、哈量粗糙度儀、寧波聯(lián)合、上海泰明、304、威爾遜、蘭泰等。其中時代集團(tuán)生產(chǎn)的粗糙度儀（時代粗糙度儀）在國內(nèi)占有80%左右的市場份額。粗糙度儀從測量原理上主要分為兩大類：接觸式和非接觸式，接觸式粗糙度儀主要是主機(jī)和傳感器的形式，非接觸式粗糙度儀主要是光學(xué)原理例如激光表面粗糙度儀。從測量使用的方便性上說又可分為：袖珍式表面粗糙度儀（代表性產(chǎn)品主要有：時代TR100、TR101、TR110、TR150袖珍式表面粗糙度儀和現(xiàn)已停產(chǎn)的英國泰勒DUO袖珍式表面粗糙度儀）、手持式粗糙度儀（代表性產(chǎn)品主要有TR200/220手持式粗糙度儀、泰勒25粗糙度儀、M1/M2粗糙度儀等品牌型號，不一一列舉）、便攜式粗糙度儀（代表性產(chǎn)品主要有TR240便攜式粗糙度儀和TR300粗糙度形狀測量儀等）、臺式粗糙度儀（品牌型號較多一一列舉，有些手持式粗糙度儀和便攜式粗糙度儀配上相應(yīng)的測量平臺即可以當(dāng)臺式粗糙度儀使用）。粗糙度儀從功能又可劃分為：表面粗糙度儀、粗糙度形狀測量儀（TR300粗糙度形狀測量儀是界于表面粗糙度儀和表面粗糙度輪廓儀之間的一款測量表面粗糙度的儀器，也可說是微觀表面粗糙度輪廓儀）和表面粗糙度輪廓儀（代表性產(chǎn)品主要有英國泰勒表面粗糙度輪廓儀、德國馬爾粗糙度輪廓儀、德國霍梅爾表面粗糙度輪廓儀、日本三豐表面粗糙度輪廓儀）。編輯本段表面粗糙度的國家標(biāo)準(zhǔn)主要術(shù)語及定義1.表面粗糙度取樣長度L取樣長度是用于判斷和測量表面粗糙度時所規(guī)定的一段基準(zhǔn)線長度，它在輪廓總的走向上取樣。2.表面粗糙度評定長度Ln由于加工表面有著不同程度的不均勻性，為了充分合理地反映某一表面的粗糙度特性，規(guī)定在評定時所必須的一段表面長度，它包括一個或數(shù)個取樣長度，稱為評定長度Ln3.表面粗糙度輪廓中線m輪廓中線m是評定表面粗糙度數(shù)值的基準(zhǔn)線。評定參數(shù)及數(shù)值國\o"查看圖片"粗擦度RA計算公式2家規(guī)定表面粗糙度的參數(shù)由高度參數(shù)、間距參數(shù)和綜合參數(shù)組成。4.表面粗糙度高度參數(shù)(1)輪廓算術(shù)平均偏差Ra在取樣長度l內(nèi)，輪廓偏距絕對值的算術(shù)平均值。(2)微觀不平度十點高度Rz在取樣長度內(nèi)最大的輪廓峰高的平均值與五個最大的輪廓谷深的平均值之和。(3)輪廓最大高度Ry在取樣長度內(nèi)，輪廓峰頂線和輪廓谷底線之間的距離，表面粗糙度間距參數(shù)共有兩個：(4)輪廓單峰平均間距S兩相鄰輪廓單峰的最高點在中線上的投影長度Si，稱為輪廓單峰間距，在取樣長度內(nèi)，輪廓單峰間距的平均值，就是輪廓單峰平均間距。(5)輪廓微觀不平度的平均間距Sm含有一個輪廓峰和相鄰輪廓谷的一段中線長度Smi，稱輪廓微觀不平間距，表面粗糙度綜合參數(shù)(6)輪廓支承長度率tp輪廓支承長度率就是輪廓支承長度np與取樣長度l之比。編輯本段表面粗糙度理論與標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)的提出和發(fā)展與工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)，它經(jīng)歷了由定性評定到定量評定兩個階段。表面粗糙度對機(jī)器零件表面性能的影響從1918年開始首先受到注意，在飛機(jī)和飛機(jī)發(fā)動機(jī)設(shè)計中，由于要求用最少材料達(dá)到最大的強(qiáng)度，人們開始對加工表面的刀痕和刮痕對疲勞強(qiáng)度的影響加以研究。但由于測量困難，當(dāng)時沒有定量數(shù)值上的評定要求，只是根據(jù)目測感覺來確定。在20世紀(jì)20～30年代，世界上很多工業(yè)國家廣泛采用三角符號(??)的組合來表示不同精度的加工表面。:為研究表面粗糙度對零件性能的影響和度量表面微觀不平度的需要，從20年代末到30年代，德國、美國和英國等國的一些專家設(shè)計制作了輪廓記錄儀、輪廓儀，同時也產(chǎn)生出了光切式顯微鏡和干涉顯微鏡等用光學(xué)方法來測量表面微觀不平度的儀器，給從數(shù)值上定量評定表面粗糙度創(chuàng)造了條件。從30年代起，已對表面粗糙度定量評定參數(shù)進(jìn)行了研究，如美國的Abbott就提出了用距表面輪廓峰頂?shù)纳疃群椭С虚L度率曲線來表征表面粗糙度。1936年\o"查看圖片"粗擦度參數(shù)RY定義出版了Schmaltz論述表面粗糙度的專著，對表面粗糙度的評定參數(shù)和數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)化提出了建議。但粗糙度評定參數(shù)及其數(shù)值的使用，真正成為一個被廣泛接受的標(biāo)準(zhǔn)還是從40年代各國相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布以后開始的。首先是美國在1940年發(fā)布了ASAB46.1國家標(biāo)準(zhǔn)，之后又經(jīng)過幾次修訂，成為現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)ANSI/ASMEB46.1-1988《表面結(jié)構(gòu)表面粗糙度、表面波紋度和加工紋理》，該標(biāo)準(zhǔn)采用中線制，并將Ra作為主參數(shù)；接著前蘇聯(lián)在1945年發(fā)布了GOCT2789-1945《表面光潔度、表面微觀幾何形狀、分級和表示法》國家標(biāo)準(zhǔn)，而后經(jīng)過了3次修訂成為GOCT2789-1973《表面粗糙度參數(shù)和特征》，該標(biāo)準(zhǔn)也采用中線制，并規(guī)定了包括輪廓均方根偏差即現(xiàn)在的Rq)在內(nèi)的6個評定參數(shù)及其相應(yīng)的參數(shù)值。另外，其它工業(yè)發(fā)達(dá)國家的標(biāo)準(zhǔn)大多是在50年代制定的，如聯(lián)邦德國在1952年2月發(fā)布了DIN4760和DIN4762有關(guān)表面粗糙度的評定參數(shù)和術(shù)語等方面的標(biāo)準(zhǔn)等。編輯本段表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)中的基本參數(shù)定義隨著工業(yè)的發(fā)展和對外開放與技術(shù)合作的需要，我國對表面粗糙度的研究和標(biāo)準(zhǔn)化愈來愈被科技和工業(yè)界所重視，為迅速改變國內(nèi)表面粗糙度方面的術(shù)語和概念不統(tǒng)一的局面，并達(dá)到與國際統(tǒng)一的作用，我國等效采用國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)有關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)制訂了GB3505-1983《表面粗糙度術(shù)語表面及其參數(shù)》。GB3505專門對有關(guān)表面粗糙度的表面及其參數(shù)等術(shù)語作了規(guī)定，其中有三個部分共27個參數(shù)術(shù)語：a.與微觀不平度高度特性有關(guān)的表面粗糙度參數(shù)術(shù)語。其中定義的常用術(shù)語為：輪廓算術(shù)平均偏差Ra、輪廓均方根偏差Rq、輪廓最大高度Ry和微觀不平度十點高度Rz等11個參數(shù)。b.與微觀不平度間距特性有關(guān)的表面粗糙度參數(shù)術(shù)語。其中有輪廓微觀不平度的平均間距Sm、輪廓峰密度D、輪廓均方根波長lq以及輪廓的單峰平均間距S等共9個參數(shù)。c.與微觀不平度形狀特性有關(guān)的表面粗糙度參數(shù)術(shù)語。這其中有輪廓偏斜度Sk、輪廓均方根斜率Dq和輪廓支承長度率tp等共5個