曹雪蘭

【摘要】：超聲波測厚儀是根據(jù)超聲波脈沖反射原理實(shí)現(xiàn)對被測物體厚度進(jìn)行測量的，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。本文就以超聲波測厚儀為中心，對其工作原理以及使用方法進(jìn)行簡要分析。

【關(guān)鍵字】：超聲波測厚儀 工作原理 使用方法

超聲波測厚儀能夠?qū)Ω鞣N板材、加工零件等厚度進(jìn)行精確測量，同時也能夠?qū)υO(shè)備中的各種管道實(shí)施檢測，對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、航空航天等各個領(lǐng)域。

一 超聲波測厚儀的工作原理

超聲波測厚儀是通過超聲波脈沖的反射原理為基礎(chǔ)，對被測物體的厚度進(jìn)行測量，即當(dāng)測厚儀探頭發(fā)射的超聲波脈沖通過被測物體而達(dá)到材料分界面的時候，脈沖被反射會探頭，之后通過對超聲波在材料中的傳播時間的測定，得出材料的實(shí)際厚度。這就是超聲波測厚儀的工作原理。但是需要注意的是，其只能夠測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，對于無法達(dá)到這一要求的材料，超聲波測厚儀測不能夠精確測量出其厚度。

二 超聲波測厚儀的選擇及校正

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

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

為了得到精確的測量數(shù)據(jù)，在測量之前必須要對超聲波測厚儀進(jìn)行校正。具體來講，需要先對測厚儀的下線和線性進(jìn)行校正。一般來講，測厚儀的測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)知道被測材料的聲速，則可以事先將聲速值調(diào)節(jié)好，之后在測厚儀附帶的試塊上，點(diǎn)擊校準(zhǔn)按鈕，完成測厚儀的校正工作。

通常情況下測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候，則需要用臺階試塊分別在厚度接近待測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)用的時候才能夠得出較為準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)。

需要注意的是，由于不同品牌的超聲波測厚儀，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，因此在使用的時候需要注意，避免出現(xiàn)記錯試塊厚度的情況，這樣就會影響到測量的精準(zhǔn)度。

三 超聲波測厚儀使用中存在的異常現(xiàn)象

在超聲波測厚儀使用的過程中經(jīng)常會存在著一定的異?，F(xiàn)象，影響到測量的實(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，被測物體的表面粗糙程度較大，使得測厚儀的探頭和接觸面耦合的效果較差，影響到回波信號的接受，降低測量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。針對這一情況，必須要選擇專用探頭進(jìn)行測量。

第二，由于被測物體的曲率半徑較小，尤其是在對小半徑管進(jìn)行厚度測量的時候，通常會出現(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厚儀進(jìn)行測量，就能夠有效避免這種問題出現(xiàn)。

第三，鑄件中會存在有較大的晶粒、不均勻的組織以及較為粗糙的表面，這些因素都將會增大超聲散射，并且會嚴(yán)重?fù)p失聲能，影響到測量的精準(zhǔn)度。加之粗糙表面會降低耦合程度，影響到測量的靈敏度?；诖耍趯?shí)際測量的過程中，一定要對鑄件的表面進(jìn)行清理，降低其粗糙程度，并且正確識別材料，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，一定要使用粘度較高的，才能夠達(dá)到預(yù)期的效果。

四 超聲波測厚儀的使用方法

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

第一，對一般測量方法進(jìn)行分析。在使用該方法進(jìn)行測量的時候，需要在一點(diǎn)出利用超聲波測厚儀的探頭進(jìn)行兩次測厚，且確保兩次測量中探頭的分割面都要保持為90度，測量完成之后要取較小值作為被測物體的厚度值。

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

結(jié)束語：在工業(yè)生產(chǎn)中，超聲波測厚儀應(yīng)用較為廣泛，其能夠利用超聲波脈沖的反射原理對被測物體的厚度進(jìn)行精確測量。本文就以此為中心，結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，對超聲波測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策，希望對于今后的應(yīng)用起到一定的幫助作用。

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