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超声波测厚仪的几种测量方法及解决方案

发布时间:2023-01-23 08:30:02人气:
超声波测厚仪的几种测量方法

  超声波测厚仪是根据超声波脉冲反射试验方法来进行厚度测量的,当探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时,脉冲被反射回探头通过精确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度。凡能使超声波以一恒定速度在其内部传播的各种材料均可采用此试验方法测量。根据超声波测厚仪产品,我们总结出一下几点:  1、一般测量方法  在一点处用探头进行两次测厚,在两次测量中探头的分割面要互为90°,取较小值为被测工件厚度值。  30mm 多点测量法:当测量值不稳定时,以一个测定点为中心,在直径约为30mm 的圆内进行多次测量,取小值为被测工件厚度值。  2、准确测量法  在规定的测量点周围增加测量数目,厚度变化用等厚线表示。  3、连续测量法  用单点测量法沿指定路线连续测量,间隔不大于5mm。  4、网格测量法  在指定区域划上网格,按点测厚记录。此方法在高压设备、不锈钢衬里腐蚀监测中广泛使用。

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  在实际应用中,尤其是在役设备的监测中,如果出现示值失真,偏离实际厚度的现象,结果造成管线(设备)隐患存在,就是依据错误的数据更换了管件,造成大量材料浪费。根据几年来超声波测厚的跟踪使用情况,将示值失真现象及原因分析如下:

  1、无示值显示或示值闪烁不稳原因分析:这种现象在现场设备和管道检测中时常出现,经过大量现象和数据分析,归纳原因如下:

  (1)工件表面粗糙度过大,造成探头与接触面耦合效果差,反射回波低,甚至无法接收到回波信号。在役设备、管道大部分是表面锈蚀,耦合效果极差。

  (2)工件曲率半径太小,尤其是小径管测厚时,因常用探头表面为平面,与曲面接触为点接触或线接触,声强透射率低(耦合不好)。

  (3)检测面与底面不平行,声波遇到底面产生散射,探头无法接受到底波信号。

  (4)铸件、奥氏体钢因组织不均匀或晶粒粗大,超声波在其中穿过时产生严重的散射衰减,被散射的超声波沿着复杂的路径传播,有可能使回波湮没,造成不显示。

  (5)探头接触面有一定磨损。常用测厚探头表面为丙烯树脂,长期使用会使其表面粗糙度嶒加,导致灵敏度下降,从而造成不显示或闪烁。

  (6)被测物背面有大量腐蚀坑。由于被测物另一面有锈斑、腐蚀凹坑,造成声波衰减,导致读数无规则变化,在*情况下甚至无读数。

  2、示值过大或过小原因分析在实际检测工作中,经常碰到测厚仪示值与设计值(或预期值)相比,明显偏大或偏小,原因分析如下:

  (1)被测物体(如管道)内有沉积物,当沉积物与工件声阻抗相差不大时,测厚仪显示值为壁厚加沉积物厚度。

  (2)当材料内部存在缺陷(如夹杂、夹层等)时,显示值约为公称厚度的70%(此时要用超声波探伤仪进一步进行缺陷检测)。

  (3)温度的影响。一般固体材料中的声速随其温度升高而降低,有试验数据表明,热态材料每增加100°C,声速下降1%。对于高温在役设备常常碰到这种情况。

  (4)层叠材料、复合(非均质)材料。要测量未经耦合的层叠材料是不可能的,因超声波无法穿透未经耦合的空间,而且不能在复合(非均质)材料中匀速传播。对于由多层材料包扎制成的设备(像尿素高压设备),测厚时要特别注意,测厚仪的示值仅表示与探头接触的那层材料厚度。

  (5)耦合剂的影响。耦合剂是用来排除探头和被测物体之间的空气,使超声波能有效地穿入工件达到检测目的。如果选择种类或使用方法不当,将造成误差或耦合标志闪烁,无法测量。实际使用中由于耦合剂使用过多,造成探头离开工件时,仪器示值为耦合剂层厚度值。

  (6)声速选择错误。测量工件前,根据材料种类预置其声速或根据标准块反测出声速。当用一种材料校正仪器后(常用试块为钢)又去测量另一种材料时,将产生错误的结果。

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超声波测厚仪是采用新的高性能、低功耗微处理器技术,基于超声波测量试验方法,可以测量金属及其它多种材料的厚度,并可以对材料的声速进行测量。

可以对生产设备中各种管道和压力容器进行厚度测量,监测它们在使用过程中受腐蚀后的减薄程度,也可以对各种板材和各种加工零件作精确测量。

本测厚仪采用脉冲反射超声波测量试验方法,适用于超声波能以一恒定速度在其内部传播,并能从其背面得到反射的各种材料厚度的测量。

此仪器可对各种板材和各种加工零件作精确测量。可广泛应用于石油、化工、冶金、造船、航空、航天等各个领域。

注意事项

a.电源电压低时,在液晶屏幕左侧显示低电压符号,此时为了保证仪器的正常测量使用,请您及时更换电池。

b.在不需要背光的时候,尽量不要长时间开启背光,以免过快消耗电池的电量。

c.传感器表面为丙烯树脂,对粗糙表面的重划很敏感,因此在使用中尽量轻按。

d.在测量以后尽量及时将传感器表面的耦合剂和标准试块,被测物体表面的耦合剂清理干净。

e.被测物体表面温度不超过60度,以免导致传感器不能正常测量。

f.仪器长时间不使用时应将电池取出,以免电池漏液导致仪器损坏。

g.尽量避免油污,潮湿,碰撞。

h.插拔传感器时,应捏住活动外套沿轴线用力,不可旋转传感器头部,以免损坏传感器电缆线芯。

工作试验方法

超声波测厚仪主要有主机和探头两部分组成。

主机电路包括发射电路、接收电路、计数显示电路三部分,由发射电路产生的高压冲击波激励探头;

产生超声发射脉冲波,脉冲波经介质介面反射后被接收电路接收,通过单片机计数处理后,经液晶显示器显示厚度数值;

它主要根据声波在试样中的传播速度乘以通过试样的时间的一半而得到试样的厚度。

超声波测厚仪,在采用国内外先进技术的基础上,运用单片机技术研制 的一种低功耗低下限袖珍式的智能测量仪器,采用高精度计时芯片,测量分辨率达到0.001mm。

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超声波测厚仪的几种测量方法及解决方案(图1)

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