超聲波測厚儀相關(guān)應(yīng)用

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由于超聲波處理方便，并有良好的指向性，超聲技術(shù)測量金屬，非金屬材料的厚度，既快又準(zhǔn)確，無污染，尤其是在只許可一個側(cè)面可按觸的場合，更能顯示其*性，廣泛用于各種板材、管材壁厚、鍋爐容器壁厚及其局部腐蝕、銹蝕的情況，因此對冶金、造船、機(jī)械、化工、電力、原子能等各工業(yè)部門的產(chǎn)品檢驗，對設(shè)備安全運(yùn)行及現(xiàn)代化管理起著主要的作用。

超聲清洗與超聲波測厚儀僅是超聲技術(shù)應(yīng)用的一部分，還有很多領(lǐng)域都可以應(yīng)用到超聲技術(shù)。比如超聲波霧化、超聲波焊接、超聲波鉆孔、超聲波研磨、超聲波液位計、超聲波物位計、超聲波拋光、超聲波清洗機(jī)、超聲馬達(dá)等等。超聲波技術(shù)將在各行各業(yè)得到越來越廣泛的應(yīng)用。

聲波鉆孔、超聲波研磨、超聲波液位計、超聲波物位計、超聲波拋光、超聲波清洗機(jī)、超聲馬達(dá)等等。超聲波技術(shù)將在各行各業(yè)得到越來越廣泛的應(yīng)用。

使用技巧

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一般測量

1、在一點(diǎn)處用探頭進(jìn)行兩次測厚，在兩次測量中探頭的分割面要互為90°，取較小值為被測工件厚度值。

2、30mm 多點(diǎn)測量法：當(dāng)測量值不穩(wěn)定時，以一個測定點(diǎn)為中心，在直徑約為30mm 的圓內(nèi)進(jìn)行多次測量，取zui小值為被測工件厚度值 ^[2]  。

精確測量法

在規(guī)定的測量點(diǎn)周圍增加測量數(shù)目，厚度變化用等厚線表示。

連續(xù)測量法

用單點(diǎn)測量法沿路線連續(xù)測量，間隔不大于5mm。

網(wǎng)格測量法

在區(qū)域劃上網(wǎng)格，按點(diǎn)測厚記錄。此方法在高壓設(shè)備、不銹鋼襯里腐蝕監(jiān)測中廣泛使用。

影響因素

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（1）工件表面粗糙度過大，造成探頭與接觸面耦合效果差，反射回波低，甚至無法接收到回波信號。對于表面銹蝕，耦合效果極差的在役設(shè)備、管道等可通過砂、磨、挫等方法對表面進(jìn)行處理，降低粗糙度，同時也可以將氧化物及油漆層去掉，露出金屬光澤，使探頭與被檢物通過耦合劑能達(dá)到很好的耦合效果。

（2）工件曲率半徑過大，尤其是小徑管測厚時，因常用探頭表面為平面，與曲面接觸為點(diǎn)接觸或線接觸，聲強(qiáng)透射率低（耦合不好）?？蛇x用小管徑探頭（6mm ），能較精確的測量管道等曲面材料。

（3）檢測面與底面不平行，聲波遇到底面產(chǎn)生散射，探頭無法接受到底波信號。

（4）鑄件、奧氏體鋼因組織不均勻或晶粒粗大，超聲波在其中穿過時產(chǎn)生嚴(yán)重的散射衰減，被散射的超聲波沿著復(fù)雜的路徑傳播，有可能使回波湮沒，造成不顯示?？蛇x用頻率較低的粗晶探頭（2.5MHz）。

（5）探頭接觸面有一定磨損。常用測厚探頭表面為丙烯樹脂，長期使用會使其表面粗糙度增加，導(dǎo)致靈敏度下降，從而造成顯示不正確?？蛇x用500#砂紙打磨，使其平滑并保證平行度。如仍不穩(wěn)定，則考慮更換探頭。

（6）被測物背面有大量腐蝕坑。由于被測物另一面有銹斑、腐蝕凹坑，造成聲波衰減，導(dǎo)致讀數(shù)無規(guī)則變化，在情況下甚至無讀數(shù)。

（7）被測物體（如管道）內(nèi)有沉積物，當(dāng)沉積物與工件聲阻抗相差不大時，測厚儀顯示值為壁厚加沉積物厚度。

（8）當(dāng)材料內(nèi)部存在缺陷（如夾雜、夾層等）時，顯示值約為公稱厚度的70%，此時可用超聲波探傷儀進(jìn)一步進(jìn)行缺陷檢測。

（9）溫度的影響。一般固體材料中的聲速隨其溫度升高而降低，有試驗數(shù)據(jù)表明，熱態(tài)材料每增加100°C，聲速下降1%。對于高溫在役設(shè)備常常碰到這種情況。應(yīng)選用高溫探頭（300－600°C），切勿使用普通探頭。

（10）層疊材料、復(fù)合（非均質(zhì)）材料。要測量未經(jīng)耦合的層疊材料是不可能的，因超聲波無法穿透未經(jīng)耦合的空間，而且不能在復(fù)合（非均質(zhì)）材料中勻速傳播。對于由多層材料包扎制成的設(shè)備（像尿素高壓設(shè)備），測厚時要特別注意，測厚儀的示值僅表示與探頭接觸的那層材料厚度。

（12）耦合劑的影響。耦合劑是用來排除探頭和被測物體之間的空氣，使超聲波能有效地穿入工件達(dá)到檢測目的。如果選擇種類或使用方法不當(dāng)，將造成誤差或耦合標(biāo)志閃爍，無法測量。因根據(jù)使用情況選擇合適的種類，當(dāng)使用在光滑材料表面時，可以使用低粘度的耦合劑；當(dāng)使用在粗糙表面、垂直表面及頂表面時，應(yīng)使用粘度高的耦合劑。高溫工件應(yīng)選用高溫耦合劑。其次，耦合劑應(yīng)適量使用，涂抹均勻，一般應(yīng)將耦合劑涂在被測材料的表面，但當(dāng)測量溫度較高時，耦合劑應(yīng)涂在探頭上。

（13）聲速選擇錯誤。測量工件前，根據(jù)材料種類預(yù)置其聲速或根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)塊反測出聲速。當(dāng)用一種材料校正儀器后（常用試塊為鋼）又去測量另一種材料時，將產(chǎn)生錯誤的結(jié)果。要求在測量前一定要正確識別材料，選擇合適聲速。

（14）應(yīng)力的影響。在役設(shè)備、管道大部分有應(yīng)力存在，固體材料的應(yīng)力狀況對聲速有一定的影響，當(dāng)應(yīng)力方向與傳播方向*時，若應(yīng)力為壓

應(yīng)力，則應(yīng)力作用使工件彈性增加，聲速加快；反之，若應(yīng)力為拉應(yīng)力，則聲速減慢。當(dāng)應(yīng)力與波的傳播方向不一至?xí)r，波動過程中質(zhì)點(diǎn)振動軌跡受應(yīng)力干擾，波的傳播方向產(chǎn)生偏離。根據(jù)資料表明，一般應(yīng)力增加，聲速緩慢增加。

（15）金屬表面氧化物或油漆覆蓋層的影響。金屬表面產(chǎn)生的致密氧化物或油漆防腐層，雖與基體材料結(jié)合緊密，無名顯界面，但聲速在兩種物質(zhì)中的傳播速度是不同的，從而造成誤差，且隨覆蓋物厚度不同，誤差大小也不同。

穿越涂層

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按超聲波脈沖反射原理設(shè)計的測厚儀可對各種板材和各種加工零件作精確測量，也可以對生產(chǎn)設(shè)備中各種管道和壓力容器進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測它們在使用過程中受腐蝕后的減薄程度。可廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、造船、航空、航天等各個領(lǐng)域。

穿越涂層測厚：無需清除被測物體表面的油漆，塑料等附著物即可測量基體厚度；

兩種穿越涂層測厚模式：薄涂層模式，厚涂層模式；

探頭自動識別與匹配自主技術(shù)：可對不同廠家生產(chǎn)的各種型號探頭自動進(jìn)行靈敏度與頻率等參數(shù)測試識別，自動調(diào)整主機(jī)測量設(shè)置，達(dá)到測量效果

探頭零點(diǎn)自動校準(zhǔn)；

多種實(shí)用測量模式：標(biāo)準(zhǔn)測量模式，zui大值測量模式，zui小值測量模式，差值測量模式，平均值測量模式，高溫測量模式（配高溫探頭）；

適用于管材厚度測量；

人性化數(shù)據(jù)保存模式：可分組保存并可選擇每組保存數(shù)據(jù)量，無需保存每個測量數(shù)據(jù)，簡化操作；

大容量數(shù)據(jù)存儲：數(shù)據(jù)存儲量可達(dá)2000組；適合測量灰口鑄鐵等粗晶粒材料（需另選購粗晶探頭）。

適合測量高溫材料，zui高可到300度（需另選購高溫探頭）。

配置

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技術(shù)指標(biāo)

測量范圍：0.65～400mm（鋼）；薄涂層模式（小于1mm）；穿越范圍：1～30mm（鋼）

厚涂層模式（大于1mm）穿越范圍：1～30mm（鋼）

顯示精度：0.01mm、0.1mm

材料聲速：508～18699m/s

掃描速度：2次/秒～20次/秒

頻率帶寬：1～10MHz。

管材測量下限：（取決于探頭）

Φ15mm×1.0mm（7.5MHz，Φ6mm的探頭）

Φ10mm×1.2mm（7.5MHz，Φ6mm的探頭）

電源：雙節(jié)AA（5號）電池

工作時間：280小時（自動模式） 100小時（背光打開）

顯示方式：128×64點(diǎn)陣液晶屏

外形尺寸：136（L）×72（W）×20（H）mm

重量：176g（含電池）

工作溫度：-10℃～50℃

標(biāo)準(zhǔn)配置

可選配置

探頭

數(shù)據(jù)通信

（1）、USB數(shù)據(jù)線

（2）、上位機(jī)軟件（光盤）

（3）、藍(lán)牙傳輸

校驗方法

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1、外觀檢查 配件齊全，外表不得有硬的碰傷和變形，所有緊固件不得松動和脫落。

2、測試誤差 ∣儀器示值-標(biāo)稱值 ∣≤允許誤差 ∣儀器示值-標(biāo)稱值 ∣≤0.3‰標(biāo)稱值。

校驗評定

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1、zui大誤差在允許值范圍內(nèi)，評定該合格并出具校驗記錄表，否則應(yīng)進(jìn)行修理調(diào)試和重新校驗

2、校驗周期為壹年。

聲速參考

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指標(biāo)因素

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1、所測工件表面粗糙度過大，造成探頭與接觸面耦合效果差，反射回波低，甚至無法接收到回波信號。對于表面銹蝕，耦合效果極差的在役設(shè)備、管道等可通過砂、磨、挫等方法對表面進(jìn)行處理，降低粗糙度，同時也可以將氧化物及油漆層去掉，露出金屬光澤，使探頭與被檢物通過耦合劑能達(dá)到很好的耦合效果。

2、檢測面與底面不平行，聲波遇到底面產(chǎn)生散射，探頭無法接受到底波信號。

3、工件曲率半徑太小，尤其是小徑管測厚時，因常用探頭表面為平面，與曲面接觸為點(diǎn)接觸或線接觸，聲強(qiáng)透射率低（耦合不好）?？蛇x用小管徑探頭，能較精確的測量管道等曲面材料。

4、探頭接觸面有一定磨損。常用測厚探頭表面為丙烯樹脂，長期使用會使其表面粗糙度增加，導(dǎo)致靈敏度下降，從而造成顯示不正確?？蛇x用500#砂紙打磨，使其平滑并保證平行度。如仍不穩(wěn)定，則考慮更換探頭。

5、鑄件、奧氏體鋼因組織不均勻或晶粒粗大，在其中穿過時產(chǎn)生嚴(yán)重的散射衰減，被散射的超聲波沿著復(fù)雜的路徑傳播，有可能使回波湮沒，造成不顯示。可選用頻率較低的粗晶探頭。

6、所測物背面有大量腐蝕坑。由于被測物另一面有銹斑、腐蝕凹坑，造成聲波衰減，導(dǎo)致讀數(shù)無規(guī)則變化，在情況下甚至無讀數(shù)。

7、溫度的影響。一般固體材料中的聲速隨其溫度升高而降低，有試驗數(shù)據(jù)表明，熱態(tài)材料每增加100℃，聲速下降1%。對于高溫在役設(shè)備常常碰到這種情況。應(yīng)選用高溫探頭，切勿使用普通探頭。

8、層疊材料、復(fù)合（非均質(zhì)）材料。要測量未經(jīng)耦合的層疊材料是不可能的，因超聲波無法穿透未經(jīng)耦合的空間，而且不能在復(fù)合材料中勻速傳播。對于由多層材料包扎制成的設(shè)備，測厚時要特別注意，測厚儀的示值僅表示與探頭接觸的那層材料厚度。

9、當(dāng)材料內(nèi)部存在缺陷時，顯示值約為公稱厚度的70%，此時可用超聲波探傷儀進(jìn)一步進(jìn)行缺陷檢測。

10、被測物體內(nèi)有沉積物，當(dāng)沉積物與工件聲阻抗相差不大時，顯示值為壁厚加沉積物厚度。

11、聲速選擇錯誤。測量工件前，根據(jù)材料種類預(yù)置其聲速或根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)塊反測出聲速。當(dāng)用一種材料校正儀器后又去測量另一種材料時，將產(chǎn)生錯誤的結(jié)果。要求在測量前一定要正確識別材料，選擇合適聲速。

12、金屬表面氧化物或油漆覆蓋層的影響。金屬表面產(chǎn)生的致密氧化物或油漆防腐層，雖與基體材料結(jié)合緊密，無明顯界面，但聲速在兩種物質(zhì)的傳播速度不一樣，會導(dǎo)致zui終的測量誤差。

13、應(yīng)力的影響。在役設(shè)備、管道大部分有應(yīng)力存在，固體材料的應(yīng)力狀況對聲速有一定的影響。

①當(dāng)應(yīng)力方向與傳播方向*時，若應(yīng)力為壓應(yīng)力，則應(yīng)力作用使工件彈性增加，聲速加快；反之，若應(yīng)力為拉應(yīng)力，則聲速減慢。

②當(dāng)應(yīng)力與波的傳播方向不*時，波動過程中質(zhì)點(diǎn)振動軌跡受應(yīng)力干擾，波的傳播方向產(chǎn)生偏離。根據(jù)資料表明，一般應(yīng)力增加，聲速緩慢增加。

14、耦合劑的影響。耦合劑是用來排除探頭和被測物體之間的空氣，使超聲波能有效地穿入工件達(dá)到檢測目的。如果選擇種類或使用方法不當(dāng)，將造成誤差或耦合標(biāo)志閃爍，無法測量。

①因根據(jù)使用情況選擇合適的種類，當(dāng)使用在光滑材料表面時，可以使用低粘度的耦合劑；當(dāng)使用在粗糙表面、垂直表面及頂表面時，應(yīng)使用粘度高的耦合劑。高溫工件應(yīng)選用高溫耦合劑。

②其次，耦合劑應(yīng)適量使用，涂抹均勻，一般應(yīng)將耦合劑涂在被測材料的表面，但當(dāng)測量溫度較高時，耦合劑應(yīng)涂在探頭上。