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      超聲波測(cè)厚儀儀器基本原理

      2022年12月19日 16:21:25人氣:546來(lái)源:常州友源儀器科技有限公司

        超聲波測(cè)厚儀是根據(jù)超聲波脈沖反射原理來(lái)進(jìn)行厚度測(cè)量的,當(dāng)探頭發(fā)射的超聲波脈沖通過(guò)被測(cè)物體到達(dá)材料分界面時(shí),脈沖被反射回探頭,通過(guò)精確測(cè)量超聲波在材料中傳播的時(shí)間來(lái)確定被測(cè)材料的厚度。凡能使超聲波以一恒定速度在其內(nèi)部傳播的各種材料均可采用此原理測(cè)量。按此原理設(shè)計(jì)的測(cè)厚儀可對(duì)各種板材和各種加工零件作精確測(cè)量,也可以對(duì)生產(chǎn)設(shè)備中各種管道和壓力容器進(jìn)行監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)它們?cè)谑褂眠^(guò)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(gè)領(lǐng)域。
       
        使用技巧:(以我公司銷售的超聲波測(cè)厚儀為例)
       
        1、一般測(cè)量方法:
       
        (1)在一點(diǎn)處用探頭進(jìn)行兩次測(cè)厚,在兩次測(cè)量中探頭的分割面要互為90°,取較小值為被測(cè)工件厚度值。
       
        2)30mm多點(diǎn)測(cè)量法:當(dāng)測(cè)量值不穩(wěn)定時(shí),以一個(gè)測(cè)定點(diǎn)為中心,在直徑約為30mm的圓內(nèi)進(jìn)行多次測(cè)量,取最小值為被測(cè)工件厚度值。
       
        2、精確測(cè)量法:
       
        在規(guī)定的測(cè)量點(diǎn)周圍增加測(cè)量數(shù)目,厚度變化用等厚線表示。
       
        3、連續(xù)測(cè)量法:
       
        用單點(diǎn)測(cè)量法沿路線連續(xù)測(cè)量,間隔不大于5mm。
       
        4、網(wǎng)格測(cè)量法:
       
        在區(qū)域劃上網(wǎng)格,按點(diǎn)測(cè)厚記錄。此方法在高壓設(shè)備、不銹鋼襯里腐蝕監(jiān)測(cè)中廣泛使用。
       
        5、影響超聲波測(cè)厚儀示值的因素:
       
        (1)工件表面粗糙度過(guò)大,造成探頭與接觸面耦合效果差,反射回波低,甚至無(wú)法接收到回波信號(hào)。對(duì)于表面銹蝕,耦合效果極差的在役設(shè)備、管道等可通過(guò)砂、磨、挫等方法對(duì)表面進(jìn)行處理,降低粗糙度,同時(shí)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(guò)耦合劑能達(dá)到很好的耦合效果。
       
        (2)工件曲率半徑太小,尤其是小徑管測(cè)厚時(shí),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用小管徑專用探頭(6mm),能較精確的測(cè)量管道等曲面材料。
       
        (3)檢測(cè)面與底面不平行,聲波遇到底面產(chǎn)生散射,探頭無(wú)法接受到底波信號(hào)。
       
        (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(guò)時(shí)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(méi),造成不顯示??蛇x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(cè)厚探頭表面為丙烯樹(shù)脂,長(zhǎng)期使用會(huì)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。可選用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(cè)物背面有大量腐蝕坑。由于被測(cè)物另一面有銹斑、腐蝕凹坑,造成聲波衰減,導(dǎo)致讀數(shù)無(wú)規(guī)則變化,在情況下甚至無(wú)讀數(shù)。
       
        (7)被測(cè)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(shí),測(cè)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(shí),顯示值約為公稱厚度的70%,此時(shí)可用超聲波探傷儀進(jìn)一步進(jìn)行缺陷檢測(cè)。
       
        (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(yàn)數(shù)據(jù)表明,熱態(tài)材料每增加100°C,聲速下降1%。對(duì)于高溫在役設(shè)備常常碰到這種情況。應(yīng)選用高溫專用探頭(300-600°C),切勿使用普通探頭。
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