超聲波測厚儀原理
超聲波測厚儀的基本原理：
 

　　超聲波測厚儀是根據(jù)超聲波脈沖反射原理來進行厚度測量的,，當探頭發(fā)射的超聲波脈沖通過被測物體到達材料分界面時,，脈沖被反射回探頭，通過測量超聲波在材料中傳播的時間來確定被測材料的厚度。凡能使超聲波以一恒定速度在其內(nèi)部傳播的各種材料均可采用此原理測量,。按此原理設計的測厚儀可對各種板材和各種加工零件作測量,，也可以對生產(chǎn)設備中各種管道和壓力容器進行監(jiān)測，監(jiān)測它們在使用過程中受腐蝕后的減薄程度,?？蓮V泛應用于石油、化工,、冶金,、造船、航空,、航天等各個領域,。

　　使用技巧：(以時代TT100超聲波測厚儀為例)

　　1、一般測量方法：

　?。?）在一點處用探頭進行兩次測厚,，在兩次測量中探頭的分割面要互為90°，取較小值為被測工件厚度值,。

　?。?）30mm多點測量法：當測量值不穩(wěn)定時，以一個測定點為中心,，在直徑約為30mm 的圓內(nèi)進行多次測量,，取zui小值為被測工件厚度值。

　　2,、測量法：在規(guī)定的測量點周圍增加測量數(shù)目,，厚度變化用等厚線表示。

　　3,、連續(xù)測量法：用單點測量法沿路線連續(xù)測量,，間隔不大于5mm。

　　4,、網(wǎng)格測量法：在區(qū)域劃上網(wǎng)格,，按點測厚記錄。此方法在高壓設備,、不銹鋼襯里腐蝕監(jiān)測中廣泛使用,。

　　5、影響超聲波測厚儀示值的因素：

　?。?）工件表面粗糙度過大,，造成探頭與接觸面耦合效果差，反射回波低,，甚至無法接收到回波信號,。對于表面銹蝕,，耦合效果極差的在役設備、管道等可通過砂,、磨,、挫等方法對表面進行處理，降低粗糙度,，同時也可以將氧化物及油漆層去掉,，露出金屬光澤，使探頭與被檢物通過耦合劑能達到很好的耦合效果,。

　?。?）工件曲率半徑太小，尤其是小徑管測厚時,，因常用探頭表面為平面,，與曲面接觸為點接觸或線接觸，聲強透射率低（耦合不好）,?？蛇x用小管徑探頭（6mm ),能較的測量管道等曲面材料。

　?。?）檢測面與底面不平行,，聲波遇到底面產(chǎn)生散射，探頭無法接受到底波信號,。

　?。?）鑄件、奧氏體鋼因組織不均勻或晶粒粗大,，超聲波在其中穿過時產(chǎn)生嚴重的散射衰減,，被散射的超聲波沿著復雜的路徑傳播，有可能使回波湮沒,，造成不顯示,。可選用頻率較低的粗晶探頭（2.5MHz),。

　?。?）探頭接觸面有一定磨損。常用測厚探頭表面為丙烯樹脂,，長期使用會使其表面粗糙度增加,，導致靈敏度下降，從而造成顯示不正確,?？蛇x用500#砂紙打磨，使其平滑并保證平行度,。如仍不穩(wěn)定,，則考慮更換探頭,。

　　（6）被測物背面有大量腐蝕坑,。由于被測物另一面有銹斑、腐蝕凹坑,，造成聲波衰減,，導致讀數(shù)無規(guī)則變化，在情況下甚至無讀數(shù),。

　?。?）被測物體（如管道）內(nèi)有沉積物，當沉積物與工件聲阻抗相差不大時,，測厚儀顯示值為壁厚加沉積物厚度,。

　　（8）當材料內(nèi)部存在缺陷（如夾雜,、夾層等）時,，顯示值約為公稱厚度的70%，此時可用超聲波探傷儀進一步進行缺陷檢測,。

　?。?）溫度的影響。一般固體材料中的聲速隨其溫度升高而降低,，有試驗數(shù)據(jù)表明,，熱態(tài)材料每增加100°C，聲速下降1%,。對于高溫在役設備常常碰到這種情況,。應選用高溫探頭（300－600°C)，切勿使用普通探頭,。

　?。?0）層疊材料、復合（非均質）材料,。要測量未經(jīng)耦合的層疊材料是不可能的,，因超聲波無法穿透未經(jīng)耦合的空間，而且不能在復合（非均質）材料中勻速傳播,。對于由多層材料包扎制成的設備（像尿素高壓設備）,，測厚時要特別注意，測厚儀的示值僅表示與探頭接觸的那層材料厚度,。

　?。?2）耦合劑的影響。耦合劑是用來排除探頭和被測物體之間的空氣,，使超聲波能有效地穿入工件達到檢測目的,。如果選擇種類或使用方法不當,，將造成誤差或耦合標志閃爍，無法測量,。因根據(jù)使用情況選擇合適的種類,，當使用在光滑材料表面時，可以使用低粘度的耦合劑,；當使用在粗糙表面,、垂直表面及頂表面時，應使用粘度高的耦合劑,。高溫工件應選用高溫耦合劑,。其次，耦合劑應適量使用,，涂抹均勻,，一般應將耦合劑涂在被測材料的表面，但當測量溫度較高時,，耦合劑應涂在探頭上,。

　　（13）聲速選擇錯誤,。測量工件前,，根據(jù)材料種類預置其聲速或根據(jù)標準塊反測出聲速。當用一種材料校正儀器后（常用試塊為鋼）又去測量另　一種材料時,，將產(chǎn)生錯誤的結果,。要求在測量前一定要正確識別材料，選擇合適聲速,。

　?。?4）應力的影響。在役設備,、管道大部分有應力存在,，固體材料的應力狀況對聲速有一定的影響，當應力方向與傳播方向一致時,，若應力為壓應力,，則應力作用使工件彈性增加，聲速加快,；反之,，若應力為拉應力，則聲速減慢,。當應力與波的傳播方向不一至時,，波動過程中質點振動軌跡受應力干擾，波的傳播方向產(chǎn)生偏離,。根據(jù)資料表明,，一般應力增加,，聲速緩慢增加。

　?。?5）金屬表面氧化物或油漆覆蓋層的影響,。金屬表面產(chǎn)生的致密氧化物或油漆防腐層，雖與基體材料結合緊密,，無名顯界面,，但聲速在兩種物質中的傳播速度是不同的，從而造成誤差,，且隨覆蓋物厚度不同，誤差大小也不同,。