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        超聲波測(cè)厚儀的工作原理及使用方法

        2017-05-13 22:38:25曹雪蘭
        中國(guó)綠色畫報(bào) 2016年10期
        關(guān)鍵詞:精確測(cè)量測(cè)厚儀測(cè)量法

        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。

        參考文獻(xiàn):

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        [2] 徐及 劉莉 使用超聲波測(cè)厚儀應(yīng)注意的問題 品牌與標(biāo)準(zhǔn)化,2009年第24期

        [3] 陳帥 王念 汪濤 淺談超聲波測(cè)厚儀的使用 商品與質(zhì)量:學(xué)術(shù)觀察,2012年第4期

        [4] 黃玉珠 蘇清磊 淺談超聲波測(cè)厚儀的校準(zhǔn)與使用 工業(yè)計(jì)量,2010年第S2期

        [5] 黃文亞 超聲波測(cè)厚儀的工作原理及使用注意問題 西南造紙,2000年第04期

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