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超聲波測(cè)厚儀原理.特點(diǎn)以及應(yīng)用技巧

來(lái)源:南京隆順儀器儀表有限公司   2012年05月14日 16:05  

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。

超聲波測(cè)厚儀 

 超聲波測(cè)厚儀是采用的高性能、低功耗微處理器技術(shù),基于超聲波測(cè)量原理,可以測(cè)量金屬及其它多種材料的厚度,并可以對(duì)材料的聲速進(jìn)行測(cè)量。可以對(duì)生產(chǎn)設(shè)備中各種管道和壓力容器進(jìn)行厚度測(cè)量,監(jiān)測(cè)它們?cè)谑褂眠^程中受腐蝕后的減薄程度,也可以對(duì)各種板材和各種加工零件作測(cè)量。

超聲波測(cè)厚儀的應(yīng)用

  按超聲波脈沖反射原理設(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^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.

一、概述

  超聲波測(cè)厚儀是研發(fā)的智能型超聲波測(cè)厚儀,采用的高性能、低功耗微處理器技術(shù),基于超聲波測(cè)量原理,可以測(cè)量金屬及其它多種材料的厚度,并可以對(duì)材料的聲速進(jìn)行測(cè)量。可以對(duì)生產(chǎn)設(shè)備中各種管道和壓力容器進(jìn)行厚度測(cè)量,監(jiān)測(cè)它們?cè)谑褂眠^程中受腐蝕后的減薄程度,也可以對(duì)各種板材和各種加工零件作測(cè)量。本儀器可廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、造船、航空、航天等各個(gè)領(lǐng)域。

二、技術(shù)參數(shù)

  1.顯示方法:高對(duì)比度的段碼液晶顯示,高亮度EL背光;   

  2.測(cè)量范圍:0.65~400mm(鋼中),公制與英制可選擇;   

  3.聲速范圍:1000~9999 m/s:   

  4.分 辨 率:0.1mm 或0.01mm  

  5.示值精度: ±(1%H+0.1)mm H為被測(cè)物實(shí)際厚度   

  6.測(cè)量周期:?jiǎn)吸c(diǎn)測(cè)量時(shí)4次/秒、掃描模式10次/秒;   

  7.存儲(chǔ)容量:可存儲(chǔ)20組(每組zui多99個(gè)測(cè)量值)厚度測(cè)量數(shù)據(jù)。   

  8.工作電壓:3V(2節(jié)AA尺寸堿性電池串聯(lián))   

  9.持續(xù)工作時(shí)間:約100小時(shí)(不開背光時(shí))   

  10.外形尺寸:150×74×32 mm   

  11.整機(jī)重量:245g

使用技巧: 

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zui小值為被測(cè)工件厚度值。

2、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、影響測(cè)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(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)。可選用

 

  小管徑探頭(6mm ),能較的測(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,造成不顯示。可選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(cè)厚探頭表面為丙烯樹脂,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(cè)量未經(jīng)耦合的層疊材料是不可能的,因超聲波無(wú)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(duì)于由多層材料包扎制成的設(shè)備(像尿素高壓設(shè)備),測(cè)厚時(shí)要特別注意,測(cè)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(lái)排除探頭和被測(cè)物體之間的空氣,使超聲波能有效地穿入工件達(dá)到檢測(cè)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(wú)法測(cè)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(shí),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(shí),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(cè)材料的表面,但當(dāng)測(cè)量溫度較高時(shí),耦合劑應(yīng)涂在探頭上。

 

  (13)聲速選擇錯(cuò)誤。測(cè)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(cè)出聲速。當(dāng)用一種材料校正儀器后(常用試塊為鋼)又去測(cè)量另一種材料時(shí),將產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)果。要求在測(cè)量前一定要正確識(shí)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(duì)聲速有一定的影響,當(dāng)應(yīng)力方向與傳播方向一致時(shí),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(dòng)過程中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)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(wú)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。PT系列超聲波測(cè)厚儀是北京鵬翔科技有限公司推出的新一代超聲波測(cè)厚儀。PT900型智能化超聲波測(cè)厚儀利用超聲波脈沖回波來(lái)測(cè)量各種材料的厚度。可直接讀出材料的厚度和所測(cè)材料的聲速值,在各個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的用途。具有使用簡(jiǎn)單,功能齊全,體積小巧,可靠性高等特點(diǎn)。

超聲波測(cè)厚儀特點(diǎn)

  超輕超薄機(jī)身,便于單手操作

 

  兩點(diǎn)校準(zhǔn)功能,使得測(cè)量值更為準(zhǔn)確

 

  *藍(lán)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(shí)以上

 

  適合測(cè)量所有導(dǎo)聲材料,如鋼、鐵、塑料、陶瓷、有機(jī)玻璃等

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