超声波测厚仪原理及影响精度的因素

　　超声波测厚仪是依据超声波脉冲反射原理来进行厚度测量的，当探头发射的超声波脉冲经过被测物体抵达材料分界面时，脉冲被反射回探头，经过**测量超声波在材猜中传达的时刻来确定被测材料的厚度。凡能使超声波以一稳定速度在其内部传达的各种材料均可采用此原理测量。按此原理设计的测厚仪可对各种板材和各种加工零件作测量，也能够对生产设备中各种管道和压力容器进行监测，监测它们在运用过程中受腐蚀后的减薄程度。可广泛应用于石油、化工、冶金、造船、航空、航天等各个领域。

　　运用技巧：(以我公司销售的超声波测厚仪为例)

　　1、一般测量办法：

　　（1）在一点处用探头进行两次测厚，在两次测量中探头的切割面要互为90°，取较小值为被测工件厚度值。

　　（2）30mm多点测量法：当测量值不稳守时，以一个测定点为中心，在直径约为30mm的圆内进行屡次测量，取小值为被测工件厚度值。

　　2、测量法：在规定的测量点周围添加测量数目，厚度变化用等厚线标明。

　　3、接连测量法：用单点测量法沿指定道路接连测量，距离不大于5mm。

　　4、网格测量法：在指定区域划上网格，按点测厚记录。此办法在高压设备、不锈钢衬里腐蚀监测中广泛使用。

　　5、影响超声波测厚仪示值的因素：

　　（1）工件外表粗糙度过大，形成探头与触摸面耦合效果差，反射回波低，乃至无法接收到回波信号。关于外表锈蚀，耦合效果极差的在役设备、管道等可经过砂、磨、挫等办法对外表进行处理，降低粗糙度，一起也能够将氧化物及油漆层去掉，露出金属光泽，使探头与被检物经过耦合剂能到达很好的耦合效果。

　　（2）工件曲率半径太小，尤其是小径管测厚时，因常用探头外表为平面，与曲面触摸为点触摸或线触摸，声强透射率低（耦合不好）。可选用小管径专用探头（6mm),能较的测量管道等曲面材料。

　　（3）检测面与底面不平行，声波遇到底面发生散射，探头无法接受到底波信号。

　　（4）铸件、奥氏体钢因安排不均匀或晶粒粗大，超声波在其间穿过期发生严重的散射衰减，被散射的超声波沿着复杂的途径传达，有可能使回波湮没，形成不显现。可选用频率较低的粗晶专用探头（2.5MHz)。

　　（5）探头触摸面有必定磨损。常用测厚探头外表为丙烯树脂，长期运用会使其外表粗糙度添加，导致灵敏度下降，然后形成显现不正确。可选用500#砂纸打磨，使其平滑并保证平行度。如仍不稳定，则考虑替换探头。

　　（6）被测物反面有很多腐蚀坑。由于被测物另一面有锈斑、腐蚀凹坑，形成声波衰减，导致读数无规则变化，在极点情况下乃至无读数。

　　（7）被测物体（如管道）内有沉积物，当沉积物与工件声阻抗相差不大时，测厚仪显现值为壁厚加沉积物厚度。

　　（8）当材料内部存在缺点（如搀杂、夹层等）时，显现值约为公称厚度的70%，此刻可用超声波探伤仪进一步进行缺点检测。

　　（9）温度的影响。一般固体材猜中的声速随其温度升高而降低，有实验数据标明，热态材料每添加100°C，声速下降1%。关于高温在役设备常常碰到这种情况。应选用高温专用探头（300－600°C)，切勿运用普通探头。

　　（10）层叠材料、复合（非均质）材料。要测量未经耦合的层叠材料是不可能的，因超声波无法穿透未经耦合的空间，并且不能在复合（非均质）材猜中匀速传达。关于由多层材料包扎制成的设备（像尿素高压设备），测厚时要特别注意，测厚仪的示值仅标明与探头触摸的那层材料厚度。

　　（12）耦合剂的影响。耦合剂是用来排除探头和被测物体之间的空气，使超声波能有效地穿入工件到达检测目的。假如挑选种类或运用办法不妥，将形成差错或耦合标志闪耀，无法测量。因依据运用情况挑选适宜的种类，当运用在光滑材料外表时，能够运用低粘度的耦合剂；当运用在粗糙外表、垂直外表及顶外表时，应运用粘度高的耦合剂。高温工件应选用高温耦合剂。其次，耦合剂应适量运用，涂改均匀，一般应将耦合剂涂在被测材料的外表，但当测量温度较高时，耦合剂应涂在探头上。

　　（13）声速挑选过错。测量工件前，依据材料种类预置其声速或依据规范块反测出声速。当用一种材料校正仪器后（常用试块为钢）又去测量另一种材料时，将发生过错的成果。要求在测量前必定要正确辨认材料，挑选适宜声速。

　　（14）应力的影响。在役设备、管道大部分有应力存在，固体材料的应力情况对声速有必定的影响，当应力方向与传达方向共同时，若应力为压应力，则应力效果使工件弹性添加，声速加快；反之，若应力为拉应力，则声速减慢。当应力与波的传达方向纷歧至时，动摇过程中质点振荡轨迹受应力搅扰，波的传达方向发生偏离。依据材料标明，一般应力添加，声速缓慢添加。

　　（15）金属外表氧化物或油漆覆盖层的影响。金属外表发生的细密氧化物或油漆防腐层，虽与基体材料结合严密，无名显界面，但声速在两种物质中的传达速度是不同的，然后形成差错，且随覆盖物厚度不同，差错巨细也不同。