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EVIDENT教你如何精準(zhǔn)測(cè)量橡膠輪胎厚度，確保行車安全

來(lái)源：儀景通光學(xué)科技（上海）有限公司   2025年02月11日 10:30  

輪胎厚度對(duì)車輛的性能有多方面的影響作用，例如安全性、操控性、舒適性、燃油經(jīng)濟(jì)性等等。本篇文章我們來(lái)探討如何測(cè)量各種類型橡膠輪胎中鋼簾線層和纖維簾線層（帶束層）的深度，以及在很多情況下，如何測(cè)量輪胎的總壁厚。



橡膠輪胎制造中的質(zhì)量控制
為了控制橡膠輪胎的質(zhì)量，輪胎制造商需要了解嵌入到轎車、卡車和越野車的輪胎壁內(nèi)的鋼簾線或纖維簾線的位置。這一點(diǎn)對(duì)于重型卡車和建筑設(shè)備使用的大型、昂貴的輪胎來(lái)說(shuō)尤其重要，因?yàn)楹熅€嵌入的位置不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)損失慘重的故障。在某些情況下，輪胎制造商還希望測(cè)量輪胎的總壁厚。由于高頻聲波在橡膠材料中的衰減性很大，而且大多數(shù)輪胎內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的回波模式復(fù)雜復(fù)雜，因此在進(jìn)行這類測(cè)量時(shí)，需要考慮到一些特殊因素。
測(cè)量橡膠輪胎厚度的設(shè)備
有兩種常見(jiàn)的測(cè)量橡膠輪胎厚度的方式，具體使用哪一種取決于待測(cè)輪胎的厚度。我們建議使用以下儀器完成某些特定應(yīng)用：
1. 用于測(cè)量轎車和輕型卡車輪胎的超聲測(cè)厚儀
第一種方法將超聲測(cè)厚儀，如39DL PLUS或配有單晶軟件的45MG測(cè)厚儀，和M1036（2.25 MHz）探頭配套使用進(jìn)行測(cè)量。


這些測(cè)厚儀主要用于測(cè)量轎車和輕型卡車的輪胎，與低頻探頭一起使用，一般用于測(cè)量簾線的深度。測(cè)量范圍大約為3毫米到25毫米，校準(zhǔn)精度為±0.25毫米或更好。波形顯示（39DL PLUS測(cè)厚儀的標(biāo)準(zhǔn)配置，45MG測(cè)厚儀的選配功能），在確認(rèn)探測(cè)到代表最小橡膠厚度的第一個(gè)簾線回波方面，非常有用。

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左：39DL PLUS超聲測(cè)厚儀；右：45MG超聲測(cè)厚儀
2. 用于測(cè)量大型輪胎的超聲探傷儀


第二種方法使用超聲探傷儀進(jìn)行測(cè)量，如帶有方波脈沖發(fā)生器的EPOCH系列探傷儀。無(wú)論是EPOCH 6LT還是EPOCH 650，與選定的低頻探頭一起使用時(shí)都可以完成測(cè)量工作。這些帶有可選帶通濾波功能的方波探傷儀，具有比測(cè)厚儀強(qiáng)得多的穿透性能，因此我們建議使用這類探傷儀測(cè)量更大的輪胎，如卡車和越野車的輪胎。橡膠層厚度等于或大于200毫米的輪胎通常使用500 kHz探頭進(jìn)行測(cè)量，有時(shí)候還需要使用成對(duì)探頭在一發(fā)一收模式下進(jìn)行測(cè)量。典型的測(cè)量精度范圍從轎車輪胎的±0.25毫米或更好到大型卡車和越野車輪胎的±1毫米。


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左：EPOC 6LT；右：EPOCH 650


測(cè)量橡膠輪胎厚度的程序
不同類型輪胎的聲衰減和內(nèi)部結(jié)構(gòu)差異很大，因此對(duì)每種被測(cè)輪胎進(jìn)行單獨(dú)評(píng)估至關(guān)重要。在橡膠材料的測(cè)量應(yīng)用中，總是需要使用2.25 MHz或更低的低頻探頭。在某些情況下，使用帶有環(huán)氧樹(shù)脂防磨面的探頭，可以改進(jìn)探頭與橡膠材料之間的聲耦合效果。在輪胎檢測(cè)中通常推薦使用M1036探頭（2.25 MHz，直徑12.5毫米，具有高穿透性能）和V601-RB探頭（500 kHz，直徑25毫米）。
在檢測(cè)很厚輪胎（橡膠層大于100毫米）的應(yīng)用中，我們成功地使用了一對(duì)V601-RB探頭和一臺(tái)探傷儀，在一發(fā)一收模式下完成了檢測(cè)。將發(fā)射器與接收器的功能分開(kāi)，可以為接收器使用很高的增益，而不會(huì)出現(xiàn)由于放大激勵(lì)脈沖而引起的潛在噪聲問(wèn)題。在所有測(cè)量橡膠輪胎的應(yīng)用中，通常建議使用凝膠耦合劑。為了確保輪胎表面良好的濕潤(rùn)性，一定要將耦合劑施用到胎面的紋路中。正如任何超聲測(cè)厚應(yīng)用一樣，橡膠輪胎的測(cè)量也需要使用一個(gè)厚度已知的樣件，校準(zhǔn)所要檢測(cè)的橡膠的聲速。橡膠的聲速會(huì)隨著溫度的改變而迅速發(fā)生變化，因此要獲得準(zhǔn)確度很高的結(jié)果，必須要在與實(shí)際測(cè)量條件非常接近的溫度條件下測(cè)量聲速。
是否可以利用超聲技術(shù)成功地測(cè)量輪胎的總厚度（與測(cè)量簾線深度的應(yīng)用不同），取決于輪胎中簾線的結(jié)構(gòu)。在某些種類的輪胎中，會(huì)有很多簾線層，而且簾線層還可能非常緊密地疊加在一起，起到阻止聲波傳播的作用。在這種情況下，就不會(huì)有足夠的聲能達(dá)到輪胎的內(nèi)壁，因而不能測(cè)量輪胎的總厚度。在其他類型的輪胎中，每條簾線之間可能有更大的空隙，可以使聲能穿過(guò)并到達(dá)輪胎內(nèi)壁，因此就可以測(cè)量輪胎的總厚度。必須根據(jù)每種輪胎的不同的情況，進(jìn)行合理的評(píng)估。當(dāng)屏幕上出現(xiàn)了輪胎內(nèi)壁的回波時(shí)，儀器就會(huì)切換到第二個(gè)存儲(chǔ)的設(shè)置，對(duì)輪胎的總厚度進(jìn)行測(cè)量。
圖1顯示的是轎車輪胎鋼簾線的回波，厚度測(cè)量從外側(cè)胎面算起，胎面的厚度約為12.5毫米。檢測(cè)使用的是39DL PLUS測(cè)厚儀和M1036探頭（2.25 MHz）。本例中，對(duì)回波的測(cè)量到第一個(gè)正波瓣為止。


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圖1
圖2顯示的是對(duì)一個(gè)大型建筑車輛輪胎總厚度的測(cè)量情況，輪胎厚度約為171.5毫米，使用1臺(tái)EPOCH 650探傷儀和兩個(gè)500 kHz V601-RB探頭在穿透模式下完成測(cè)量。測(cè)量閘門被放置在靠近顯示屏幕右側(cè)的波峰區(qū)域，以采集到橡膠輪胎的總厚度值。
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圖2


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