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超聲波測厚儀是根據超聲波脈沖反射原理來進行厚度測量的，當探頭發射的超聲波脈沖通過被測物體到達材料分界面時，脈沖被反射回探頭通過準確測量超聲波在材料中傳播的時間來確定被測材料的厚度。凡能使超聲波以一恒定速度在其內部傳播的各種材料均可采用此原理測量。
超聲波測厚儀的探頭如果按構造來分類可以分為直探頭、斜探頭、帶曲率探頭、聚焦探頭和表面波探頭：
1.直探頭
分單晶縱波直探頭和雙晶縱波直探頭。
2.斜探頭
包括單晶橫波斜探頭、雙晶橫波斜探頭、單晶縱波斜探頭和爬波探頭。
3.帶曲率探頭
包括周向曲率和徑向曲率：
①周向曲率探頭適合于無縫鋼管、直縫焊管、筒型鍛件、軸類工件等軸向缺陷的檢測。工件直徑小于2000mm時為保證耦合良好探頭都需磨周向曲率；
②徑向曲率探頭適合于無縫鋼管、鋼管對接焊縫、筒型鍛件、軸類工件等徑向缺陷的檢測。工件直徑小于600mm時為保證耦合良好探頭都需磨徑向曲率。
4.聚焦探頭
分點聚焦和線聚焦。
5.表面波探頭
當縱波入射角大于或等于第二臨界角，既橫波折射角度等于90°形成表面波。
超聲波測厚儀探頭使用時的注意事項：
1.探頭接觸面是否磨損。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。可選用500#砂紙打磨，使其平滑并保證平行度。如仍不穩定，則考慮更換探頭。
2.關注工件表面粗糙度。工件表面粗糙度過大，造成探頭和接觸面耦合效果差，反射回波低，甚至無法接收到回波信號。以將氧化物及油漆層去掉，露出金屬光澤，使探頭和被檢物通過耦合劑能達到很好的耦合效果。
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