主题：【资料】超声波测厚仪检测原理

　超声波测厚仪是根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通过被测物体到达材料分界面时，脉冲被反射回探头，通过精确丈量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度。凡能使超声波以一恒定速度在其内部传播的各种材料均可采用此原理丈量。按此原理设计的测厚仪可对各种板材和各种加工零件作精确丈量，也可以对出产设备中各种管道和压力容器进行监测，监测它们在使用过程中受侵蚀后的减薄程度。可广泛应用于石油、化工、冶金、造船、航空、航天等各个领域。
                     

        使用技巧：

                        1、一般丈量方法：
                        （1）在一点处用探头进行两次测厚，在两次丈量中探头的分割面要互为90°，取较小值为被测工件厚度值。
                        （2）30mm 多点丈量法：当丈量值不不乱时，以一个测定点为中央，在直径约为30mm的圆内进行多次丈量，取最小值为被测工件厚度值。
                        2、精确丈量法：在划定的丈量点附近增加丈量数量，厚度变化用等厚线表示。
                        3、连续丈量法：用单点丈量法沿指定路线连续丈量，距离不大于5mm。
                        4、网格丈量法：在指定区域划上网格，按点测厚记实。此方法在高压设备、不锈钢衬里侵蚀监测中广泛使用。
                        5、影响超声波测厚仪示值的因素：
                        （1）工件表面粗拙渡过大，造成探头与接触面耦合效果差，反射回波低，甚至无法接收到回波信号。对于表面锈蚀，耦合效果极差的在役设备、管道等可通过砂、磨、挫等方法对表面进行处理，降低粗拙度，同时也可以将氧化物及油漆层去掉，露出金属光泽，使探头与被检物通过耦合剂能达到很好的耦合效果。
                        （2）工件曲率半径太小，尤其是小径管测厚时，因常用探头表面为平面，与曲面接触为点接触或线接触，声强透射率低（耦合不好）。可选用小管径专用探头（6mm),能较精确的丈量管道等曲面材料。
                        （3）检测面与底面不平行，声波碰到底面产生散射，探头无法接受到底波信号。
                        （4）铸件、奥氏体钢因组织不平均或晶粒粗大，超声波在其中穿过期产生严峻的散射衰减，被散射的超声波沿着复杂的路径传播，有可能使回波湮没，造成不显示。可选用频率较低的粗晶专用探头（2.5MHz)。
                        （5）探头接触面有一定磨损。常用测厚探头表面为丙烯树脂，长期使用会使其表面粗拙度增加，导致敏捷度下降，从而造成显示不准确。可选用500#砂纸打磨，使其平滑并保证平行度。如仍不不乱，则考虑更换探头。
                        （6）被测物背面有大量侵蚀坑。因为被测物另一面有锈斑、侵蚀凹坑，造成声波衰减，导致读数无规则变化，在极端情况下甚至无读数。
                        （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，测厚仪显示值为壁厚加沉积物厚度。
                        （8）当材料内部存在缺陷（如夹杂、夹层等）时，显示值约为公称厚度的70%，此时可用超声波探伤仪进一步进行缺陷检测。
                        （9）温度的影响。一般固体材料中的声速随其温度升高而降低，有试验数据表明，热态材料每增加100°C，声速下降1%。对于高温在役设备经常遇到这种情况。应选用高温专用探头（300－600°C)，切勿使用普通探头。
                        （10）层叠材料、复合（非均质）材料。要丈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，而且不能在复合（非均质）材料中匀速传播。对于由多层材料包扎制成的设备（像尿素高压设备），测厚时要特别留意，测厚仪的示值仅表示与探头接触的那层材料厚度。
                        （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达到检测目的。假如选择种类或使用方法不当，将造成误差或耦合标志闪烁，无法丈量。因根据使用情况选择合适的种类，当使用在光滑材料表面时，可以使用低粘度的耦合剂；当使用在粗拙表面、垂直表面及顶表面时，应使用粘度高的耦合剂。高温工件应选用高温耦合剂。其次，耦合剂应适量使用，涂抹平均，一般应将耦合剂涂在被测材料的表面，但当丈量温度较高时，耦合剂应涂在探头上。
                        （13）声速选择错误。丈量工件前，根据材料种类预置其声速或根据尺度块反测出声速。当用一种材料校正仪器后（常用试块为钢）又去丈量另一种材料时，将产生错误的结果。要求在丈量前一定要准确识别材料，选择合适声速。
                        （14）应力的影响。在役设备、管道大部门有应力存在，固体材料的应力状况对声速有一定的影响，当应力方向与传播方向一致时，若应力为压应力，则应力作用使工件弹性增加，声速加快；反之，若应力为拉应力，则声速减慢。当应力与波的传播方向不一至时，波动过程中质点振动轨迹受应力干扰，波的传播方向产生偏离。根据资料表明，一般应力增加，声速缓慢增加。
                        （15）金属表面氧化物或油漆笼盖层的影响。金属表面产生的致密氧化物或油漆防腐层，虽与基体材料结合紧密，无名显界面，但声速在两种物质中的传播速度是不同的，从而造成误差，且随笼盖物厚度不同，误差大小也不同。