超聲波測厚儀

　　簡介

　　超聲波測厚儀是采用最新的高性能、低功耗微處理器技術，基于超聲波測量原理，可以測量金屬及其它多種材料的厚度，并可以對材料的聲速進行測量。可以對生產(chǎn)設備中各種管道和壓力容器進行厚度測量，監(jiān)測它們在使用過程中受腐蝕后的減薄程度，也可以對各種板材和各種加工零件作精確測量。

　　本測厚儀采用脈沖反射超聲波測量原理，適用于超聲波能以一恒定速度在其內(nèi)部傳播,并能從其背面得到反射的各種材料厚度的測量。此儀器可對各種板材和各種加工零件作精確測量。可廣泛應用于石油、化工、冶金、造船、航空、航天等各個領域。

　　相關應用

　　由于超聲波處理方便，并有良好的指向性，超聲技術測量金屬，非金屬材料的厚度，既快又準確，無污染，尤其是在只許可一個側面可按觸的場合，更能顯示其優(yōu)越性，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、機械、化工、電力、原子能等各工業(yè)部門的產(chǎn)品檢驗，對設備安全運行及現(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應用的一部分，還有很多領域都可以應用到超聲技術。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、超聲馬達等等。超聲波技術將在各行各業(yè)得到越來越廣泛的應用。

　　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、超聲馬達等等。超聲波技術將在各行各業(yè)得到越來越廣泛的應用。

　　使用技巧

　　一般測量

　　1.在一點處用探頭進行兩次測厚，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 多點測量法：當測量值不穩(wěn)定時，以一個測定點為中心，在直徑約為30mm 的圓內(nèi)進行多次測量，取最小值為被測工件厚度值。

　　精確測量法

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

　　連續(xù)測量法

　　用單點測量法沿指定路線連續(xù)測量，間隔不大于5mm。

　　網(wǎng)格測量法

　　在指定區(qū)域劃上網(wǎng)格，按點測厚記錄。此方法在高壓設備、不銹鋼襯里腐蝕監(jiān)測中廣泛使用。

　　5、影響測量示值的因素

　　（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備、管道等可通過砂、磨、挫等方法對表面進行處理，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到很好的耦合效果。

　　（2）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，與曲面接觸為點接觸或線接觸，聲強透射率低（耦合不好）?？蛇x用小管徑專用探頭（6mm ),能較精確的測量管道等曲面材料。

　?。?）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。

　?。?）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)生嚴重的散射衰減，被散射的超聲波沿著復雜的路徑傳播，有可能使回波湮沒，造成不顯示。可選用頻率較低的粗晶專用探頭（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，導致讀數(shù)無規(guī)則變化，在極端情況下甚至無讀數(shù)。

　?。?）被測物體（如管道）內(nèi)有沉積物，當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。

　?。?）當材料內(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一步進行缺陷檢測。

　　（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%。對于高溫在役設備常

　　常碰到這種情況。應選用高溫專用探頭（300－600°C)，切勿使用普通探頭。

　　（10）層疊材料、復合（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備（像尿素高壓設備），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。

　?。?2）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到檢測目的。如果選擇種類或使用方法不當，將造成誤差或耦合標志閃爍，無法測量。因根據(jù)使用情況選擇合適的種類，當使用在光滑材料表面時，可以使用低粘度的耦合劑；當使用在粗糙表面、垂直表面及頂表面時，應使用粘度高的耦合劑。高溫工件應選用高溫耦合劑。其次，耦合劑應適量使用，涂抹均勻，一般應將耦合劑涂在被測材料的表面，但當測量溫度較高時，耦合劑應涂在探頭上。

　　（13）聲速選擇錯誤。測量工件前，根據(jù)材料種類預置其聲速或根據(jù)標準塊反測出聲速。當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)生錯誤的結果。要求在測量前一定要正確識別材料，選擇合適聲速。

　　（14）應力的影響。在役設備、管道大部分有應力存在，固體材料的應力狀況對聲速有一定的影響，當應力方向與傳播方向一致時，若應力為壓

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

　?。?5）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

　　特點

　　超輕超薄機身，便于單手操作

　　兩點校準功能，使得測量值更為準確

　　獨有藍色背景燈光，各種環(huán)境下清晰可視

　　低功耗，兩節(jié)干電池可使用200小時以上

　　適合測量所有導聲材料，如鋼、鐵、塑料、陶瓷、有機玻璃等

　　穿越涂層

　　按超聲波脈沖反射原理設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)設備中各種管道和壓力容器進行監(jiān)測,監(jiān)測它們在使用過程中受腐蝕后的減薄程度。可廣泛應用于石油、化工、冶金、造船、航空、航天等各個領域

　　· 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專利技術：可對不同廠家生產(chǎn)的各種型號探頭自動進行靈敏度與頻率等參數(shù)測試識別,自動調(diào)整主機測量設置,達到最佳測量效果

　　· 探頭零點自動校準；

　　· 多種實用測量模式：標準測量模式,最大值測量模式,最小值測量模式,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2000組； · 適合測量灰口鑄鐵等粗晶粒材料（需另選購專用粗晶探頭）

　　· 適合測量高溫材料,最高可到300度（需另選購專用高溫探頭）

　　技術指標：

　　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℃

　　校驗方法

　　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-標稱值 ∣≤允許誤差 ∣儀器示值-標稱值 ∣≤0.3‰標稱值

　　校驗評定

　　1 最大誤差在允許值范圍內(nèi),評定該超聲波測厚儀合格并出具校驗記錄表,否則應進行 修理調(diào)試和重新校驗。 2 超聲波測厚儀校驗周期為壹年。

　　工作原理

　　超聲波測厚儀主要有主機和探頭兩部分組成。主機電路包括發(fā)射電路、接收電路、計數(shù)顯示電路三部分，由發(fā)射電路產(chǎn)生的高壓沖擊波激勵探頭，產(chǎn)生超聲發(fā)射脈沖波，脈沖波經(jīng)介質(zhì)介面反射后被接收電路接收，通過單片機計數(shù)處理后，經(jīng)液晶顯示器顯示厚度數(shù)值，它主要根據(jù)聲波在試樣中的傳播速度乘以通過試樣的時間的一半而得到試樣的厚度。

　　PD-T系列超聲波測厚儀，在采用國內(nèi)外先進技術的基礎上，運用單片機技術研制 的一種低功耗低下限袖珍式的智能測量儀器，采用高精度計時芯片，測量分辨率達到0.001mm,，處于世界領先水平。

　　注意事項

　　a.電源電壓低時，在液晶屏幕左側顯示低電壓符號，此時為了保證儀器的正常測量使用，請您及時更換電池。

　　b.在不需要背光的時候，盡量不要長時間開啟背光，以免過快消耗電池的電量。

　　c.傳感器表面為丙烯樹脂，對粗糙表面的重劃很敏感，因此在使用中盡量輕按。

　　d.在測量以后盡量及時將傳感器表面的耦合劑和標準試塊，被測物體表面的耦合劑清理干凈。

　　e.被測物體表面溫度不超過60度，以免導致傳感器不能正常測量。

　　f.儀器長時間不使用時應將電池取出，以免電池漏液導致儀器損壞。

　　g.盡量避免油污，潮濕，碰撞。

　　h.插拔傳感器時，應捏住活動外套沿軸線用力，不可旋轉(zhuǎn)傳感器頭部，以免損壞傳感器電纜線芯。

　　影響超聲波測厚儀的指標因素

　　1、超聲波測厚儀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備、管道等可通過砂、磨、挫等方法對表面進行處理，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，與曲面接觸為點接觸或線接觸，聲強透射率低（耦合不好）。可選用小管徑專用探頭，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)生嚴重的散射衰減，被散射的超聲波沿著復雜的路徑傳播，有可能使回波湮沒，造成不顯示。可選用頻率較低的粗晶專用探頭。

　　6、超聲波測厚儀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，導致讀數(shù)無規(guī)則變化，在極端情況下甚至無讀數(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%。對于高溫在役設備常常碰到這種情況。應選用高溫專用探頭，切勿使用普通探頭。

　　8、層疊材料、復合（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，而且不能在復合材料中勻速傳播。對于由多層材料包扎制成的設備，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一步進行缺陷檢測。

　　10、被測物體內(nèi)有沉積物，當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)材料種類預置其聲速或根據(jù)標準塊反測出聲速。當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，會導致最終的測量誤差。

　　13、應力的影響。在役設備、管道大部分有應力存在，固體材料的應力狀況對聲速有一定的影響。

　?、佼攽Ψ较蚺c傳播方向一致時，若應力為壓應力，則應力作用使工件彈性增加，聲速加快；反之，若應力為拉應力，則聲速減慢。

　?、诋攽εc波的傳播方向不一致時，波動過程中質(zhì)點振動軌跡受應力干擾，波的傳播方向產(chǎn)生偏離。根據(jù)資料表明，一般應力增加，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到檢測目的。如果選擇種類或使用方法不當，將造成誤差或耦合標志閃爍，無法測量。

　?、僖蚋鶕?jù)使用情況選擇合適的種類，當使用在光滑材料表面時，可以使用低粘度的耦合劑；當使用在粗糙表面、垂直表面及頂表面時，應使用粘度高的耦合劑。高溫工件應選用高溫耦合劑。

　　②其次，耦合劑應適量使用，涂抹均勻，一般應將耦合劑涂在被測材料的表面，但當超聲波測厚儀測量溫度較高時，耦合劑應涂在探頭上。