光电量仪检定与调修 课件 任务7-超声波测厚仪的校准与调修

超声波测厚仪的校准与调修01任务背景与目标搬迁启动校准任务仪器搬迁背景某学院精测实验室一台超声波测厚仪因教学科研需求，从原址搬迁至工程实训中心。搬运过程中，仪器关键部件可能受到振动或电磁干扰，影响测量精度。校准申请为确保仪器搬迁后仍满足高精度测量要求，实验室主动联系研究所计量站，申请现场校准。计量站根据需求开出仪器校准任务派遣单，启动校准流程。校准重要性此次校准旨在验证仪器是否仍符合规范要求，为后续教学与科研提供可靠的壁厚测量保障，确保量值溯源准确可靠。教学目标：懂超声精校会修教学目标概述本课程旨在让学员熟悉超声波测厚仪的原理，掌握国家校准规范，精通校准方法，了解常见故障调修技能，培养严谨的工匠精神，为计量与维修岗位提供核心能力。02原理结构与声速换算脉冲反射与声时差换算原理原理简介超声波测厚仪基于脉冲反射法，探头发射高频超声脉冲，在被测材料底面反射后返回，仪器通过测量往返声时差计算厚度，声速是关键参数，不同材料声速不同。技术参数仪器分辨力分0.1mm与0.01mm两挡，测量范围0.5~200mm，声速可调1000~9999m/s，满足多种材料与精度要求的壁厚测量。探头结构与耦合层影响解析探头结构探头内置阻尼块与压电晶片，发射脉冲宽度约1~2周期，频率2~10MHz，前端耐磨层厚度影响近场盲区，是测量精度的关键部件。耦合层作用耦合剂填充探头与被测面之间空气间隙，其均匀性决定声波能量传递效率，直接影响测量结果的稳定性和准确性。温度补偿仪器内置温度补偿模型，实时修正探头与材料声速温漂，确保在不同环境温度下测量结果的可靠性。03校准项目与设备校准项目与标准器匹配表校准项目超声波测厚仪校准包括重复性、示值误差、曲面壁厚示值误差、厚度校准微调范围、变换声速厚度示值误差、示值稳定性等。标准器配套标准器含三等标准厚度块（0.5~200mm）、标准圆管（φ30×2mm、φ40×3mm），确保测量不确定度优于被检仪器允许误差的三分之一。环境条件与4小时平衡控制0102环境要求校准温度20℃±5℃，湿度≤65%RH，室内无灰尘、振动、噪音、气流、腐蚀性气体和强磁场，确保测量环境稳定。平衡时间被校仪器与标准厚度块需连续平衡≥4h，防止热胀冷缩与耦合层挥发引入误差，保障测量精度。实验室配置实验室采用防振台、隔声帘、稳压电源，避免电磁干扰影响回波前沿判别，为高精度壁厚比对提供稳定条件。04核心项目操作要点重复性与示值误差重复性操作声速调整键或声速拨码盘将声速调整到5900m/s，再回到仪器测厚状态下，将耦合剂涂敷在5.5mm标准厚度块的中心位置上。用探头对该厚度块连续测量5次，取最大值与最小值之差作为该仪器的重复性。示值误差在仪器的测量范围逐一测量表7-3中的标准厚度块，每块连续测量3次，取平均值作为仪器在该厚度块的示值。当同一台超声波测厚仪有0.1mm和0.01mm两挡分辨力时，应分别进行两挡示值误差的校准。曲面壁厚与微调范围曲面壁厚测量的示值误差测量时将探头的隔声层1与被测标准圆管2的素线平行或垂直，轻微摆动探头并观察示值，取最小的稳定的示值为测量值，测量值与标准圆管壁厚标称值的差值即为示值误差。微调范围仪器应满足有±1mm的微调范围(无微调功能的仪器不作此项校准)。微调范围校准方法仪器校准后，保持探头与厚度块的耦合状态不变，连续调整仪器校准的“△”、“▽”键(或旋转校准厚度用的微调旋钮)，仪器示值变化范围应不小于±1mm。变换声速与示值稳定性变换声速的厚度示值误差将仪器的声速分别设置在3900m/s和7900m/s，测量10mm标准厚度块，每个声速下测量3次，得到对应声速的平均值。根据折合厚度的理论值，计算变换声速后的示值误差。示值稳定性用探头测量任一标准厚度块或仪器随机校准厚度块，记下第一次示值，其后每隔15min重复测量一次，连续观察1h,取示值之间的最大差值为示值稳定性。05常见故障与调修路线三大故障成因与调修顺序故障类型超声波测厚仪常见故障包括示值显现不稳定、测量结果差错大、屏幕不显现数据，影响仪器正常使用。调修顺序调修顺序为先清洁耦合后调整探头、先排除环境再检查硬件、先电源后主板，避免重复拆装，提高调修效率。技术意义理解故障成因与调修顺序有助于快速定位问题，优先消除系统性误差源，最大限度恢复仪器精度与使用寿命。耦合清洁与探头垂直精校01耦合清洁示值不稳定时，先用酒精+无纺布清洁接触面，再用V型块或磁座确保探头垂直，耦合剂薄而均匀，避免拖动探头。02探头校准测量结果差错大时检查曲率、磁化、基体厚度、电磁干扰，远离强磁场，必要时用0.5mm垫块验证近场盲区。电源与硬件接口精修01电源检查屏幕不显现数据先更换新电池并清洁触点，检查探头连线无断丝、插头无氧化，用万用表测量屏蔽层导通。02硬件接口若仍无信号