小王子分享超聲波測(cè)厚儀(yí)基本原理

超聲(shēng)波測(cè)厚儀是根據(jù)超聲(shēng)波脈衝(chōng)反射原理(lǐ)來進(jìn)行厚(hòu)度(dù)測量的，當(dāng)探頭發(fā)射的超聲波脈衝通過被測(cè)物(wù)體到(dào)達材(cái)料分界麵(miàn)時(shí)，脈衝被(bèi)反射(shè)回探頭(tóu)，通(tōng)過(guò)測(cè)量(liáng)超聲波(bō)在材(cái)料中傳播的時(shí)間(jiān)來確定被(bèi)測材(cái)料的厚(hòu)度(dù)。凡(fán)能使超(chāo)聲(shēng)波以一恒定速(sù)度(dù)在其(qí)內(nèi)部(bù)傳播的各種材(cái)料均(jūn)可采用(yòng)此(cǐ)原(yuán)理(lǐ)測(cè)量。按此原(yuán)理設計(jì)的測(cè)厚儀可(kě)對各(gè)種板材和(hé)各種加工零(líng)件作(zuò)測(cè)量，也可(kě)以對(duì)生產(chǎn)設(shè)備(bèi)中各(gè)種(zhǒng)管(guǎn)道和壓力容(róng)器進行監測，監(jiān)測它們在使用(yòng)過程(chéng)中(zhōng)受(shòu)腐(fǔ)蝕後(hòu)的減(jiǎn)薄(báo)程度。可廣(guǎng)泛應(yīng)用於石油(yóu)，化工(gōng)，冶(yě)金，造船(chuán)，航空，航天等各個(gè)領域。
使用技巧(qiǎo)：
1，一(yī)般測量(liáng)方法(fǎ)：
（1）在一點(diǎn)處(chǔ)用(yòng)探(tàn)頭進行(háng)兩次(cì)測厚(hòu)，在兩次(cì)測(cè)量(liáng)中探頭的分割麵(miàn)要(yào)互(hù)為90°，取較(jiào)小值為被測工(gōng)件厚(hòu)度(dù)值。
（2）30mm 多點(diǎn)測量法：當測(cè)量值不(bù)穩定(dìng)時，以一(yī)個測(cè)定(dìng)點(diǎn)為(wéi)中心(xīn)，在直徑約(yuē)為(wéi)30mm 的圓內進行多次(cì)測(cè)量，取zui小值(zhí)為(wéi)被測工件厚度(dù)值。
2，測(cè)量法(fǎ)：在規(guī)定的測量點(diǎn)周(zhōu)圍(wéi)增(zēng)加測量(liáng)數目，厚(hòu)度變(biàn)化用等(děng)厚綫(xiàn)表(biǎo)示(shì)。
3，連(lián)續測(cè)量法(fǎ)：用單點測量法沿路(lù)綫(xiàn)連續測量，間(jiān)隔不(bù)大於5mm。
4，網格測量法(fǎ)：在(zài)區域劃(huá)上(shàng)網格，按(àn)點測(cè)厚記(jì)錄(lù)。此方法(fǎ)在高(gāo)壓設備，不鏽鋼(gāng)襯裏腐(fǔ)蝕(shí)監測中廣(guǎng)泛使用(yòng)。
影響(xiǎng)超(chāo)聲波(bō)測厚儀(yí)示(shì)值(zhí)的(dí)因(yīn)素(sù)：
[/b]（1）工(gōng)件(jiàn)表麵(miàn)粗(cū)糙(cāo)度(dù)過大(dà)，造(zào)成探(tàn)頭(tóu)與(yǔ)接觸(chù)麵耦合效果差，反射回(huí)波(bō)低，甚(shèn)至(zhì)無法接收到回波(bō)信(xìn)號。對(duì)於表(biǎo)麵鏽蝕(shí)，耦(ǒu)合(hé)效(xiào)果(guǒ)極差(chà)的在役設備，管道(dào)等(děng)可通過砂，磨(mó)，挫(cuò)等(děng)方(fāng)法(fǎ)對(duì)表麵進(jìn)行處(chǔ)理(lǐ)，降低(dī)粗糙度，同時也(yě)可以(yǐ)將(jiāng)氧化(huà)物及油漆層去掉(diào)，露出金屬光(guāng)澤，使探頭與被(bèi)檢(jiǎn)物(wù)通(tōng)過耦合劑(jì)能達到很好的(dí)耦(ǒu)合(hé)效果(guǒ)。
（2）工件(jiàn)曲率(shuài)半徑(jìng)太小(xiǎo)，尤其是(shì)小徑(jìng)管(guǎn)測厚時，因(yīn)常(cháng)用探頭表(biǎo)麵為平(píng)麵(miàn)，與(yǔ)曲麵接(jiē)觸為(wéi)點接觸或綫接觸(chù)，聲強透射(shè)率低（耦合不(bù)好）。可選用小管(guǎn)徑探(tàn)頭（6mm ）,能較(jiào)的測(cè)量(liáng)管道(dào)等曲(qū)麵材(cái)料。
（3）檢(jiǎn)測麵與底麵不平行，聲波遇到底麵(miàn)產生(shēng)散(sàn)射，探頭無法(fǎ)接受到底(dǐ)波信(xìn)號。
（4）鑄(zhù)件，奧氏(shì)體鋼(gāng)因(yīn)組(zǔ)織不(bù)均(jūn)匀(yún)或晶(jīng)粒粗(cū)大，超聲波在其(qí)中(zhōng)穿過時產生嚴重的散射衰減(jiǎn)，被(bèi)散(sàn)射的超聲波沿(yán)著(zhuó)復(fù)雜的(dí)路徑傳(chuán)播，有(yǒu)可能使回波湮沒，造(zào)成不(bù)顯示(shì)。可(kě)選用(yòng)頻(pín)率(shuài)較(jiào)低(dī)的(dí)粗(cū)晶探頭(tóu)（2.5MHz）。
（5）探頭接觸麵有一(yī)定磨損(sǔn)。常用測厚探頭表麵為丙烯樹脂，長期使用會(huì)使其(qí)表麵(miàn)粗(cū)糙度(dù)增(zēng)加，導致(zhì)靈敏(mǐn)度(dù)下(xià)降，從(cóng)而(ér)造成(chéng)顯示不(bù)正確。可(kě)選用(yòng)500#砂(shā)紙(zhǐ)打磨(mó)，使其(qí)平滑(huá)並保證(zhèng)平行(háng)度(dù)。如仍(réng)不(bù)穩定，則(zé)考(kǎo)慮(lǜ)更換探(tàn)頭。
（6）被測物(wù)背麵有大(dà)量(liáng)腐蝕坑(kēng)。由於(yú)被測(cè)物另(lìng)一(yī)麵有(yǒu)鏽斑，腐(fǔ)蝕凹(āo)坑(kēng)，造成聲(shēng)波(bō)衰減，導致(zhì)讀(dú)數無規(guī)則(zé)變化，在情況(kuàng)下(xià)甚(shèn)至(zhì)無讀(dú)數。
（7）被測(cè)物(wù)體(tǐ)（如管道(dào)）內(nèi)有(yǒu)沉積物，當(dāng)沉(chén)積物(wù)與(yǔ)工件聲阻抗(kàng)相差不大時，測厚(hòu)儀(yí)顯(xiǎn)示(shì)值為(wéi)壁厚加(jiā)沉積(jī)物(wù)厚(hòu)度。
（8）當(dāng)材料(liào)內部存在缺陷（如夾雜，夾(jiā)層(céng)等(děng)）時，顯示值(zhí)約(yuē)為公稱(chēng)厚(hòu)度的70%，此時可(kě)用(yòng)超聲(shēng)波(bō)探傷(shāng)儀(yí)進一步進行(háng)缺陷檢測(cè)。
（9）溫度的影響(xiǎng)。一(yī)般固(gù)體材(cái)料中(zhōng)的(dí)聲速(sù)隨其(qí)溫(wēn)度(dù)升(shēng)高而降低(dī)，有試驗數(shù)據(jù)表(biǎo)明(míng)，熱態材(cái)料每增加100°C，聲(shēng)速(sù)下降1%。對(duì)於(yú)高溫(wēn)在役(yì)設(shè)備(bèi)常(cháng)常碰(pèng)到這種(zhǒng)情況。應選用高溫探頭(tóu)（300－600°C），切勿使用普通探頭。
（10）層疊材料，復合(hé)（非(fēi)均(jūn)質(zhì)）材(cái)料。要(yào)測量未(wèi)經(jīng)耦(ǒu)合的(dí)層疊(dié)材(cái)料(liào)是(shì)不(bù)可能的，因(yīn)超聲波無法(fǎ)穿透未經耦合的(dí)空(kōng)間，而且不能(néng)在復(fù)合（非(fēi)均(jūn)質）材(cái)料中(zhōng)匀(yún)速傳(chuán)播。對於(yú)由多(duō)層材料(liào)包(bāo)紮(zā)製成的設(shè)備(bèi)（像尿(niào)素高壓設(shè)備(bèi)），測(cè)厚時(shí)要特別注意，測(cè)厚(hòu)儀(yí)的(dí)示值僅表(biǎo)示(shì)與探頭接觸(chù)的(dí)那(nà)層材(cái)料厚度(dù)。
（12）耦合劑的影(yǐng)響(xiǎng)。耦合劑(jì)是(shì)用來排除(chú)探頭(tóu)和被(bèi)測物(wù)體之間(jiān)的空氣，使(shǐ)超聲波(bō)能有效地穿入(rù)工(gōng)件達(dá)到檢(jiǎn)測(cè)目的。如果(guǒ)選擇種(zhǒng)類或使用方法不當，將造成誤(wù)差(chà)或耦合(hé)標誌閃爍，無法(fǎ)測量。因(yīn)根(gēn)據使(shǐ)用(yòng)情況選擇(zé)合適的(dí)種(zhǒng)類(lèi)，當(dāng)使(shǐ)用在(zài)光滑材料表(biǎo)麵時，可以(yǐ)使(shǐ)用(yòng)低(dī)粘度的(dí)耦合劑；當使(shǐ)用在(zài)粗(cū)糙表(biǎo)麵，垂(chuí)直表(biǎo)麵(miàn)及頂(dǐng)表(biǎo)麵時(shí)，應(yīng)使用(yòng)粘(nián)度高(gāo)的耦合劑。高溫(wēn)工件(jiàn)應選(xuǎn)用高溫耦合劑。其次，耦合劑應(yīng)適(shì)量使用，塗(tú)抹均(jūn)匀，一(yī)般應將(jiāng)耦合(hé)劑(jì)塗(tú)在被測材料(liào)的表(biǎo)麵(miàn)，但(dàn)當測(cè)量溫(wēn)度(dù)較高(gāo)時，耦合劑應(yīng)塗在探頭(tóu)上(shàng)。
（13）聲速(sù)選(xuǎn)擇(zé)錯(cuò)誤(wù)。測量(liáng)工(gōng)件(jiàn)前，根據材(cái)料種類(lèi)預(yù)置其(qí)聲(shēng)速(sù)或根據標準塊(kuài)反測出聲速。當用一種(zhǒng)材(cái)料校(xiào)正(zhèng)儀(yí)器(qì)後（常(cháng)用試塊(kuài)為鋼(gāng)）又去測(cè)量另一種材料(liào)時，將(jiāng)產(chǎn)生(shēng)錯誤的結果。要(yào)求在測量前一定(dìng)要(yào)正確識(shí)別(bié)材料(liào)，選(xuǎn)擇(zé)合適(shì)聲(shēng)速。
（14）應力的影響。在役設備，管道(dào)大部(bù)分有(yǒu)應力存(cún)在，固(gù)體材料的應力(lì)狀況對(duì)聲速有一定的影(yǐng)響(xiǎng)，當(dāng)應(yīng)力(lì)方向與傳(chuán)播方(fāng)向一致(zhì)時，若(ruò)應力為壓(yā)應(yīng)力，則(zé)應力(lì)作(zuò)用使工件彈性(xìng)增加，聲(shēng)速加(jiā)快(kuài)；反之(zhī)，若(ruò)應力(lì)為(wéi)拉(lā)應力(lì)，則聲(shēng)速減(jiǎn)慢(màn)。當應力與波(bō)的(dí)傳播方向不一至時(shí)，波(bō)動過程中(zhōng)質(zhì)點(diǎn)振(zhèn)動軌(guǐ)跡(jì)受應力(lì)幹(gān)擾(rǎo)，波的傳播方(fāng)向產生(shēng)偏離。根據資(zī)料表明，一(yī)般(bān)應(yīng)力(lì)增加(jiā)，聲(shēng)速緩慢增(zēng)加。
（15）金(jīn)屬表麵(miàn)氧化物或油漆(qī)覆蓋層(céng)的影響。金(jīn)屬表(biǎo)麵(miàn)產(chǎn)生的(dí)致密氧化物(wù)或油(yóu)漆防(fáng)腐層，雖與(yǔ)基體材料結合緊密，無名顯(xiǎn)界(jiè)麵(miàn)，但聲(shēng)速在(zài)兩(liǎng)種物(wù)質中(zhōng)的傳(chuán)播速度是(shì)不同的，從而(ér)造(zào)成誤(wù)差(chà)，且(qiě)隨(suí)覆(fù)蓋物厚(hòu)度不(bù)同，誤(wù)差大小也不同。