6.1.6测厚.ppt

1、6.1.6测厚,超声波测厚从原理上来说是测量超声波脉冲在材料中的往返传播时间t，在已知声速c的情况下，利用下式就可求出材料厚度d： d=1/2ct 这种测厚仪可利用数字管直接显示厚度，使用极为方便。 测厚仪电路原理方框图见图发射电路输出一个周期必电脉冲，激励探头的压电晶上产生脉冲超声波进入工件，在工件上下两面形成多次反射。反射波经过压电晶片再变成电信号，经放大器后由计算电路测出声波在两面间传播的时间t，最后换算成厚度显示出来,图6.1-11 脉冲反射法测厚原理图 T发射脉冲，S延迟块/试件界面回波B底面回波,1. 仪器测量往返时间t有以下两种方法,（1）测量界面回波S与第一次底波B1之间的时间

2、。这种方法的仪器原理简单，成本低廉。但发射脉冲宽度大，盲区大，测量厚度下限受到限制，一般最小值只能达到11.5mm。 （2）测量第一次底波B1与第二次底波B2之间的时间或任意两次相邻底波之间的时间。这样的脉冲信号宽度窄，盲区小，测量下限值最小可达0.25mm。但这种方法仪器线路复杂，成本较高。 脉冲反射式测量仪发展非常快，由于采用集成电路，体积重量大大减小，精度也明显提高，可达0.01mm。,2. 测厚仪使用的一般程序（1）测厚仪的校准,每一次测厚前,必须对测厚仪应进行校准。测厚一般应用超声纵波，纵波在钢中的声速大致为5900mm/s，仪器中的声速一般按钢的声速设定。校准时，用仪器配置的标准试

3、块测试，调节旋钮使仪器读数与试块厚度一致。然后再对钢铁材料进行测厚。 当对非钢铁材料测厚前，必须进行声速和仪器线性的校准。用与被检材料相同，厚度不同的试块分别测试数次，如仪器显示相应的厚度值与试块实际值一致，则该仪器设置的声速正确，仪器线性良好。如不一致，则可能是声速和延迟设置有问题或电子电路性能有问题。,（2）测厚操作,要求工件表面光洁平整，达不到要求时，要进行打磨。测试时要施加一定的耦合剂。常用的耦合剂有甘油、机油、水玻璃等。当使用水玻璃里，用后要及时用温布擦去探头表面的水玻璃，以免干结，不便消除，有时还会损坏探头。测厚时，探头放置要平稳、压力适当。每个测试位置应稍加移动测量两次。当管道中

4、有沉积物，且沉积物声阻抗与工件相差不大时，要先用小锤敲击几下管壁后再测，以免误判。,3. 测厚注意事项,（1）声速调节和仪器线性 对配有“声速调节”和“延迟调节”的测厚仪，应注意仪器设定的声速值应与试件中传输的声速一致，这样才能保证测厚数据准确。当试件中传输的声速与设定的不一致时，如果操作者只是调节延迟时间，也可以在校准试块上得到希望的读数，但此时仪器线性已被破坏，用这样的仪器测厚，工件厚度与校准试块厚度的差值越大，测厚值的偏差越大。,（2）材料晶粒对测厚的影响 晶粒粗大的材料，例如铸钢或铸铁，对超声波衰减很大，普通测厚仪无法使用，得不到读数。解决方法有：使用频率较低、功率较大的专门用于粗晶材

5、料的测厚仪；或使用功率更大的超声波探伤仪来测厚。 （3）表面涂层对测厚的影响 表面涂层会影响测厚结果，使测厚读数变大，所以测厚前应将表面涂层去除。如实际情况不允许去除表面涂层，则应作对比试验，以确定涂层引起的厚度增加值。,（4）特殊条件下的测厚 压力容器检验中的特殊条件下的测厚包括：特殊试件，例如复合材料；特殊尺寸，例如大厚度工件；特殊条件，例如高温下的测厚。 当温度在60度以下时，使用普通测厚仪没有问题；温度在60度以上应采用专用高温探头和高温耦合剂。,要求工件表面光洁平整，达不到要求时，要进行打磨。测试时要施加一定的搞合剂。常用的藕 if到有甘油、机油、水玻璃等。当使用水玻璃时，用后要及时

6、用湿布擦去探头表面的水玻璃，以免 二112言不便消除有时还会损坏探头。测厚时，探头放置要平稳、压力适当。每个测试位置应稍加移 主立量两次。当管道中有沉积物，且沉积物声阻抗与工件相差不大时，要先用小锤敲击几下管壁后 耳嚣，以免误判。,1)高温测厚中仪器的调零。高温测厚探头与常温测厚探头一样，常采用双晶片加延迟块的形 L琶迟块通常为耐高温材料，延迟材料的声速受温度影响较为严重，大约为- 10%/100左右， 且主升高后声衰减也非常严重，灵敏度变化很大，因此高温状态下410s测厚就需要迅速进行零点 调整。,要求工件表面光洁平整，达不到要求时，要进行打磨。测试时要施加一定的搞合剂。常用的藕 if到有甘

7、油、机油、水玻璃等。当使用水玻璃时，用后要及时用湿布擦去探头表面的水玻璃，以免 二112言不便消除有时还会损坏探头。测厚时，探头放置要平稳、压力适当。每个测试位置应稍加移 主立量两次。当管道中有沉积物，且沉积物声阻抗与工件相差不大时，要先用小锤敲击几下管壁后 耳嚣，以免误判。,2)测量值误差的修正。由于温度的升高会带来材料声速的变化，一般来说金属材料的声速随 军亏的升高而降低，钢铁材料的声速随温度变化约为一1 %/lOOOC，因此高温测厚时必须对测量值进 宁最王，实际厚度=测定值-测定值x温度差xO.Ol/lOO (经验公式)。 3探头的保护和冷却。高温探头是通过耐高温的延迟材料来隔绝温度，使

8、探头晶片在常温下 作E如果长期接触高温传导至压电晶片将导致压电效应丧失，甚至损坏探头，因此探头不宜长 主融高温表面，需要及时冷却0 -,4耦合剂的选择。超声检测中藕合剂的作用是排除探头和工件之间的气隙，从而实现二者之 h言艳的有效传递。常温下的藕合剂主要有水、甘油、水玻璃和机油等，但在高温下连续工作时液 I事合剂随着温度的升高容易蒸发和流失，导致藕合不良影响检测结果，甚至使检测无法进行。,高温下的耦合剂除了普通藕合剂的性能外，还需要满足: a)具有较高的工作温度区间粘度随温度的变化小，高温下不易流失; b)挥发性小，利于高温下长期工作; C)成分稳定，高温下长期工作时物理化学性质不发生变化; D)专用高温耦合剂通常采用高温沸点液体和不溶性盐末混合成糊状，一般在200