曹雪蘭

【摘要】：超聲波測(cè)厚儀是根據(jù)超聲波脈沖反射原理實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)物體厚度進(jìn)行測(cè)量的，其在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了較好的應(yīng)用成效。本文就以超聲波測(cè)厚儀為中心，對(duì)其工作原理以及使用方法進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

【關(guān)鍵字】：超聲波測(cè)厚儀 工作原理 使用方法

超聲波測(cè)厚儀能夠?qū)Ω鞣N板材、加工零件等厚度進(jìn)行精確測(cè)量，同時(shí)也能夠?qū)υO(shè)備中的各種管道實(shí)施檢測(cè)，對(duì)其在使用過程中因腐蝕情況而減薄的程度進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的各種問題，因此其廣泛的應(yīng)用在化工、石油、航空航天等各個(gè)領(lǐng)域。

一 超聲波測(cè)厚儀的工作原理

超聲波測(cè)厚儀是通過超聲波脈沖的反射原理為基礎(chǔ)，對(duì)被測(cè)物體的厚度進(jìn)行測(cè)量，即當(dāng)測(cè)厚儀探頭發(fā)射的超聲波脈沖通過被測(cè)物體而達(dá)到材料分界面的時(shí)候，脈沖被反射會(huì)探頭，之后通過對(duì)超聲波在材料中的傳播時(shí)間的測(cè)定，得出材料的實(shí)際厚度。這就是超聲波測(cè)厚儀的工作原理。但是需要注意的是，其只能夠測(cè)量出能使超聲波以恒定速度在其內(nèi)部傳播的材料的厚度，對(duì)于無法達(dá)到這一要求的材料，超聲波測(cè)厚儀測(cè)不能夠精確測(cè)量出其厚度。

二 超聲波測(cè)厚儀的選擇及校正

在利用超聲波測(cè)厚儀進(jìn)行厚度測(cè)量的時(shí)候，一定要根據(jù)實(shí)際情況科學(xué)選擇測(cè)厚儀，并對(duì)其進(jìn)行校正，確保測(cè)量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。

一般情況下，超聲波測(cè)厚儀的精度需要達(dá)到±（T%+0.1）mm，T為被測(cè)物體壁的厚度。超聲波測(cè)厚儀在進(jìn)行厚度測(cè)量的過程中，通常采用直接接觸式單晶直探頭，這一探頭能夠精確測(cè)量出被測(cè)物體的厚度，或者是選擇應(yīng)用帶延遲的單晶直探頭及雙晶直探頭進(jìn)行測(cè)量。探頭的選擇需要根據(jù)被測(cè)物體的實(shí)際情況科學(xué)確定。在確定完探頭之后進(jìn)行實(shí)地測(cè)量。例如，對(duì)高溫壁厚度進(jìn)行測(cè)量，則需要選擇高溫探頭，通常情況下，高溫探頭可測(cè)量的最大溫度為500度，測(cè)厚值偏大月20%左右。因?yàn)椴牧系臏囟炔煌?，其聲速也不相同，在高溫的時(shí)候聲速可能會(huì)變小，因此厚度測(cè)量值會(huì)偏大，在測(cè)量的過程中需要注意這一問題，最大限度的降低誤差。

為了得到精確的測(cè)量數(shù)據(jù)，在測(cè)量之前必須要對(duì)超聲波測(cè)厚儀進(jìn)行校正。具體來講，需要先對(duì)測(cè)厚儀的下線和線性進(jìn)行校正。一般來講，測(cè)厚儀的測(cè)量下限需要用厚度為下限的試塊進(jìn)行校準(zhǔn)。如果已經(jīng)知道被測(cè)材料的聲速，則可以事先將聲速值調(diào)節(jié)好，之后在測(cè)厚儀附帶的試塊上，點(diǎn)擊校準(zhǔn)按鈕，完成測(cè)厚儀的校正工作。

通常情況下測(cè)厚儀附帶的試塊厚度較小，如果需要的厚度和試塊的厚度有較大差距的時(shí)候，則需要用臺(tái)階試塊分別在厚度接近待測(cè)厚度的最大值以及最小值的范圍之間進(jìn)行準(zhǔn)確校正，這樣在實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候才能夠得出較為準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)。

需要注意的是，由于不同品牌的超聲波測(cè)厚儀，其附帶的試塊厚度不相同，具體的應(yīng)用范圍和操作流程也存在著一定的差異，因此在使用的時(shí)候需要注意，避免出現(xiàn)記錯(cuò)試塊厚度的情況，這樣就會(huì)影響到測(cè)量的精準(zhǔn)度。

三 超聲波測(cè)厚儀使用中存在的異常現(xiàn)象

在超聲波測(cè)厚儀使用的過程中經(jīng)常會(huì)存在著一定的異?，F(xiàn)象，影響到測(cè)量的實(shí)際數(shù)據(jù)，必須要找到這些現(xiàn)象并采取有效的措施加以解決。

第一，被測(cè)物體的表面粗糙程度較大，使得測(cè)厚儀的探頭和接觸面耦合的效果較差，影響到回波信號(hào)的接受，降低測(cè)量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。針對(duì)這一情況，必須要選擇專用探頭進(jìn)行測(cè)量。

第二，由于被測(cè)物體的曲率半徑較小，尤其是在對(duì)小半徑管進(jìn)行厚度測(cè)量的時(shí)候，通常會(huì)出現(xiàn)探頭和曲面接觸點(diǎn)耦合性較差的現(xiàn)象，影響到測(cè)量數(shù)值的準(zhǔn)確性，在這種情況下，則需要根據(jù)實(shí)際情況選擇小探頭的測(cè)厚儀進(jìn)行測(cè)量，就能夠有效避免這種問題出現(xiàn)。

第三，鑄件中會(huì)存在有較大的晶粒、不均勻的組織以及較為粗糙的表面，這些因素都將會(huì)增大超聲散射，并且會(huì)嚴(yán)重?fù)p失聲能，影響到測(cè)量的精準(zhǔn)度。加之粗糙表面會(huì)降低耦合程度，影響到測(cè)量的靈敏度?；诖?，在實(shí)際測(cè)量的過程中，一定要對(duì)鑄件的表面進(jìn)行清理，降低其粗糙程度，并且正確識(shí)別材料，預(yù)置聲速。為了提升耦合程度，可以一定程度上使用耦合劑，但在使用前一定要選擇正確的種類，如果在粗糙表面使用耦合劑時(shí)，一定要使用粘度較高的，才能夠達(dá)到預(yù)期的效果。

四 超聲波測(cè)厚儀的使用方法

利用超聲波測(cè)厚儀，能夠?qū)ξ矬w的厚度進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，而在其具體應(yīng)用的過程中，有多種測(cè)量方法，如一般測(cè)量法、連續(xù)測(cè)量法、精確測(cè)量法以及網(wǎng)格測(cè)量法。下面本文就對(duì)這幾種測(cè)量方法進(jìn)行具體分析論述。

第一，對(duì)一般測(cè)量方法進(jìn)行分析。在使用該方法進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，需要在一點(diǎn)出利用超聲波測(cè)厚儀的探頭進(jìn)行兩次測(cè)厚，且確保兩次測(cè)量中探頭的分割面都要保持為90度，測(cè)量完成之后要取較小值作為被測(cè)物體的厚度值。

第二，對(duì)連續(xù)測(cè)量法進(jìn)行分析。這一測(cè)量方法主要指的是超聲波測(cè)厚儀利用單點(diǎn)測(cè)量法沿著指定的路線進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，并確保間隔不大于5mm，之后取測(cè)量值。

結(jié)束語：在工業(yè)生產(chǎn)中，超聲波測(cè)厚儀應(yīng)用較為廣泛，其能夠利用超聲波脈沖的反射原理對(duì)被測(cè)物體的厚度進(jìn)行精確測(cè)量。本文就以此為中心，結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)超聲波測(cè)厚儀的工作原理及其使用的具體方法進(jìn)行了分析，并指出其在使用中存在的問題及解決對(duì)策，希望對(duì)于今后的應(yīng)用起到一定的幫助作用。

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