使用超聲波測(cè)厚儀時(shí),,若要保障測(cè)量精度,需從儀器性能,、測(cè)量環(huán)境,、操作規(guī)范、被測(cè)物體特性等多方面綜合考量,,以下是一些關(guān)鍵注意事項(xiàng):
選擇合適的儀器型號(hào)
根據(jù)被測(cè)材料的類(lèi)型(如金屬、塑料,、陶瓷等),、厚度范圍(如薄板、厚壁件)及表面狀態(tài)(光滑或粗糙),,選擇適配的超聲波測(cè)厚儀。例如,,測(cè)量金屬薄板時(shí),,需選用高頻探頭(如 5MHz 以上)以提高分辨率,;測(cè)量厚壁鑄件時(shí),可選用低頻探頭(如 1MHz)以增強(qiáng)穿透力,。
注意儀器的測(cè)量精度指標(biāo)(如 ±0.1% 或 ±0.1mm),,確保其滿(mǎn)足測(cè)量需求。
定期校準(zhǔn)與維護(hù)
使用前需用標(biāo)準(zhǔn)試塊(如已知厚度的校準(zhǔn)塊)進(jìn)行校準(zhǔn),,確保儀器顯示值與實(shí)際厚度一致,。校準(zhǔn)試塊的材質(zhì)、表面粗糙度應(yīng)盡量接近被測(cè)物體,。
定期檢查探頭線(xiàn)纜是否破損,、插頭接觸是否良好,避免因硬件故障導(dǎo)致測(cè)量誤差,。
材料聲速的準(zhǔn)確性
超聲波在不同材料中的傳播速度(聲速)差異顯著,需準(zhǔn)確輸入被測(cè)材料的聲速值,。若材料未知,,可通過(guò)測(cè)量已知厚度的試樣或查閱材料聲速表(如鋼約為 5900m/s,鋁約為 6300m/s)進(jìn)行設(shè)定,。
對(duì)于多層復(fù)合結(jié)構(gòu)或非均勻材料(如鑄件,、復(fù)合材料),需考慮聲速在不同層間的變化,,必要時(shí)進(jìn)行分層測(cè)量或采用特殊算法修正,。
表面狀態(tài)與耦合效果
表面粗糙度:被測(cè)物體表面若粗糙(如銹蝕、氧化皮),,會(huì)導(dǎo)致超聲波散射,,影響回波信號(hào)強(qiáng)度。需提前清理表面(如打磨,、拋光),,使表面粗糙度 Ra≤6.3μm。
耦合劑選擇:耦合劑用于排除探頭與被測(cè)表面之間的空氣(空氣會(huì)大幅衰減超聲波),,常用耦合劑有甘油,、機(jī)油、水玻璃等,。需根據(jù)環(huán)境溫度和表面狀態(tài)選擇:低溫環(huán)境可用甘油,,粗糙表面可用粘度較高的耦合劑(如黃油),確保耦合層薄且均勻,。
內(nèi)部結(jié)構(gòu)與缺陷
被測(cè)物體若存在內(nèi)部缺陷(如裂紋,、氣孔、夾層),會(huì)干擾超聲波傳播路徑,,導(dǎo)致測(cè)量值異常,。需通過(guò)多次測(cè)量(不同位置)或結(jié)合其他檢測(cè)手段(如超聲探傷)判斷數(shù)據(jù)有效性。
對(duì)于曲面物體(如管道,、容器),,需注意探頭與曲面的接觸面積,盡量使用曲率匹配的探頭(如小尺寸探頭或曲面專(zhuān)用探頭),,避免因聲束擴(kuò)散導(dǎo)致測(cè)量偏差,。
探頭放置與壓力控制
測(cè)量時(shí)需將探頭垂直且穩(wěn)定地壓在被測(cè)表面,,確保聲束垂直入射材料,,避免因角度偏差導(dǎo)致聲程延長(zhǎng)或回波信號(hào)減弱。
施加適當(dāng)壓力(通常由儀器或探頭設(shè)計(jì)決定),,壓力過(guò)小可能導(dǎo)致耦合不良,,過(guò)大可能損壞探頭或被測(cè)表面。
測(cè)量點(diǎn)選擇與多次采樣
避免在焊縫,、拐角,、邊緣等幾何突變位置測(cè)量,這些區(qū)域可能存在應(yīng)力集中或材料不均勻性,,影響測(cè)量精度,。
對(duì)同一位置進(jìn)行多次測(cè)量(建議 3 次以上),取平均值以減少偶然誤差,。若數(shù)據(jù)波動(dòng)較大,,需檢查表面狀態(tài)或是否存在內(nèi)部缺陷。
聲程與臨界厚度的考慮
超聲波測(cè)厚存在 “盲區(qū)"(近表面無(wú)法測(cè)量的區(qū)域),,通常為幾毫米,,需確認(rèn)被測(cè)物體厚度大于盲區(qū)。
對(duì)于極薄材料(如厚度接近探頭標(biāo)稱(chēng)最小測(cè)量值),,需選用專(zhuān)門(mén)的薄涂層探頭或采用多次回波法(測(cè)量多次反射信號(hào))提高精度,。
溫度影響
材料聲速隨溫度變化而改變(如金屬材料聲速隨溫度升高而降低),,高溫環(huán)境下需使用高溫探頭(如耐高溫耦合劑或水冷探頭),,并根據(jù)溫度修正聲速值。
避免在劇烈溫度變化的環(huán)境中測(cè)量(如剛加工后的工件),,需待溫度穩(wěn)定后再進(jìn)行操作,。
電磁干擾與振動(dòng)
遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁源(如電機(jī)、變頻器),,避免電磁干擾影響儀器電路和信號(hào)采集,。
被測(cè)物體若存在振動(dòng)(如運(yùn)行中的管道),需采取固定措施或等待振動(dòng)停止后測(cè)量,防止因位移導(dǎo)致數(shù)據(jù)波動(dòng),。
詳細(xì)記錄測(cè)量條件
記錄測(cè)量時(shí)的儀器型號(hào),、探頭類(lèi)型,、聲速設(shè)置、耦合劑種類(lèi),、環(huán)境溫度等參數(shù),,以便追溯和復(fù)現(xiàn)。
異常數(shù)據(jù)的分析
材料聲速是否設(shè)置正確,;
表面耦合是否良好,,是否有漏涂耦合劑或表面未清理;
探頭是否磨損或損壞(如晶片老化導(dǎo)致靈敏度下降),;
被測(cè)物體是否存在內(nèi)部缺陷或結(jié)構(gòu)變化,。
保障超聲波測(cè)厚儀的測(cè)量精度需遵循 “儀器適配,、參數(shù)準(zhǔn)確,、操作規(guī)范、環(huán)境可控" 的原則,,通過(guò)合理選擇設(shè)備,、嚴(yán)格執(zhí)行校準(zhǔn)流程、細(xì)致處理被測(cè)表面及控制外界干擾,,可最大限度減少誤差,,確保測(cè)量結(jié)果的可靠性。對(duì)于復(fù)雜工況或高精度要求的場(chǎng)景(如航空航天,、壓力容器檢測(cè)),,建議由專(zhuān)業(yè)人員操作,并結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范(如 ISO 3452,、GB/T 18806 等)進(jìn)行質(zhì)量控制,。