超聲波測(cè)厚儀常見(jiàn)問(wèn)題因素分析
1、測(cè)量前應(yīng)清除被測(cè)物體表面所有的灰塵、污垢及銹蝕物，鏟除復(fù)蓋物。過(guò)份粗糙的表面會(huì)引起測(cè)量誤差，甚至儀器無(wú)讀數(shù)。
2、測(cè)量前應(yīng)盡量使被測(cè)材料表面光滑，可使用磨、拋、銼等方法使其光滑。還可使用高粘度耦合劑。測(cè)量圓柱型材料，如管子、油桶等，選擇探頭軸線與被測(cè)材料軸線相交時(shí)為理想情況。簡(jiǎn)單地說(shuō)，將探頭與被測(cè)材料耦合，然后圍繞被測(cè)物軸線轉(zhuǎn)動(dòng)探頭或者垂直于被測(cè)物軸線平行移動(dòng)探頭，使探頭延遲塊的中線與被測(cè)物接觸，選擇穩(wěn)定的讀數(shù)，作為材料的準(zhǔn)確厚度。
3、對(duì)于一些如纖維、多孔、粗粒子的材料，它們會(huì)造成超聲波的大量散射和能量衰減，以致出現(xiàn)反常的讀數(shù)甚至無(wú)讀數(shù)，在這種情況下，則說(shuō)明該材料不適于用此測(cè)厚儀測(cè)試。對(duì)不同材料在不同條件下進(jìn)行測(cè)量，校準(zhǔn)試塊的材料越接近于被測(cè)材料，測(cè)量就越。理想的參考試塊將是一組被測(cè)材料的不同厚度的試塊，試塊能提供儀器補(bǔ)償校正因素。
4、材料的厚度與超聲波傳播速度均受溫度的影響，若對(duì)測(cè)量精度要求較高時(shí)，可采用試塊對(duì)比法，即用相同材料的試塊在相同溫度條件進(jìn)行測(cè)量，并求得溫度補(bǔ)償系數(shù)，用此系數(shù)修正被測(cè)工件的實(shí)測(cè)值。
5、對(duì)于不同直徑的被測(cè)物選用不同的延遲塊對(duì)測(cè)量會(huì)有幫助的?？梢栽诒粶y(cè)物表面蒙上一塊細(xì)砂紙，然后前后移動(dòng)探頭，會(huì)很容易就把在探頭延遲塊前端磨出圓弧。為了得到一個(gè)令人滿意的超聲響應(yīng)，被測(cè)材料的另一表面必須與被測(cè)面平行或同軸，否則將引起測(cè)量誤差或根本無(wú)讀數(shù)顯示。
6、測(cè)厚儀試塊的作用：為了滿足大精度測(cè)量的要求，一套參考試塊將是很重要的。在大部分情況下，只要使用一個(gè)參考試塊就能得到令人滿意的測(cè)量精度，這個(gè)試塊應(yīng)具有與被測(cè)材料相同的材質(zhì)和相近的厚度。取均勻被測(cè)材料用千分尺測(cè)量后就能作為一個(gè)試塊。
7、不要測(cè)量低于下限厚度的材料。如果一個(gè)厚度范圍是可以估計(jì)的，那么試塊的厚度應(yīng)選上限值。當(dāng)被測(cè)材料較厚時(shí)，特別是內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的合金等，應(yīng)在一組試塊中選擇一個(gè)接近被測(cè)材料的，以便于掌握校準(zhǔn)。
非接觸式在線激光測(cè)厚儀利用激光測(cè)距原理實(shí)現(xiàn)厚度尺寸的在線檢測(cè)，該測(cè)厚儀的使用為厚度測(cè)量帶來(lái)了便利。非接觸式在線激光測(cè)厚儀與射線測(cè)厚儀相比，具有對(duì)人體無(wú)害，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，與被測(cè)物體的材質(zhì)、溫度無(wú)關(guān)，可以對(duì)被測(cè)物進(jìn)行自動(dòng)化無(wú)損測(cè)量，精度高，頻率大。
非接觸式在線激光測(cè)厚儀能進(jìn)行定點(diǎn)測(cè)量，即按檢驗(yàn)需要定點(diǎn)在離板材上下跳動(dòng)范圍以上的位置，在該任何位置上進(jìn)行測(cè)量；也能根據(jù)板材的寬度和測(cè)量信號(hào)的有無(wú)進(jìn)行掃描測(cè)量。為能對(duì)板材進(jìn)行橫向覆蓋式測(cè)量，采用了步進(jìn)電機(jī)控制其測(cè)頭支架進(jìn)行往返運(yùn)動(dòng)，使測(cè)厚儀測(cè)頭運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)定位或掃描測(cè)量，并且使板材厚度變化曲線與測(cè)量點(diǎn)位置運(yùn)行曲線相對(duì)應(yīng)，便于査找異常現(xiàn)象在帶鋼上的真實(shí)位置。為滿足不同規(guī)格的產(chǎn)品和不同要求的質(zhì)量指標(biāo)檢測(cè)，可隨時(shí)調(diào)整測(cè)量位置或測(cè)量方式。
測(cè)厚儀測(cè)量步驟：
1.測(cè)量準(zhǔn)備
將探頭插入主機(jī)探頭插座中，按ON鍵開(kāi)機(jī)，全屏幕顯示數(shù)秒后顯示上次關(guān)機(jī)前使用的聲速。此時(shí)可以開(kāi)始測(cè)量。
2.聲速的調(diào)整
如果當(dāng)前屏幕顯示為厚度值，按VEL鍵進(jìn)入聲速狀態(tài)，屏幕將顯示當(dāng)前聲速存儲(chǔ)單元的內(nèi)容。每按一次，聲速存儲(chǔ)單元變化一次，可循環(huán)顯示五個(gè)聲速值。如果希望改變當(dāng)前顯示聲速單元的內(nèi)容，用▲或▼鍵調(diào)整到期望值即可，同時(shí)將此值存入該單元。
3.校準(zhǔn)
在每次更換探頭、更換電池之后應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)。此步驟對(duì)保證測(cè)量準(zhǔn)確性十分關(guān)鍵。如有必要，可重復(fù)多次。將聲速調(diào)整到5900m/s后按ZERO鍵，進(jìn)入校準(zhǔn)狀態(tài)。在隨機(jī)試塊上涂耦合劑，將探頭與隨機(jī)試塊耦合，屏幕顯示的橫線將依次消失，直到屏幕顯示4.0mm即校準(zhǔn)完畢。將耦合劑涂于被測(cè)處，將探頭與被測(cè)材料耦合即可測(cè)量，屏幕將顯示被測(cè)材料厚度。當(dāng)探頭與被測(cè)材料耦合時(shí)，顯示耦合標(biāo)志。如果耦合標(biāo)志閃爍其或不出現(xiàn)說(shuō)明耦合不好。拿開(kāi)探頭后，厚度值保持，耦合標(biāo)志消失。
磁感應(yīng)測(cè)量原理：
采用磁感應(yīng)原理時(shí)，利用從測(cè)頭經(jīng)過(guò)非鐵磁覆層而流入鐵磁基體的磁通的大小，來(lái)測(cè)定覆層厚度。也可以測(cè)定與之對(duì)應(yīng)的磁阻的大小，來(lái)表示其覆層厚度。覆層越厚，則磁阻越大，磁通越小。利用磁感應(yīng)原理的測(cè)厚儀，原則上可以有導(dǎo)磁基體上的非導(dǎo)磁覆層厚度。一般要求基材導(dǎo)磁率在500以上。如果覆層材料也有磁性，則要求與基材的導(dǎo)磁率之差足夠大（如鋼上鍍鎳）。當(dāng)軟芯上繞著線圈的測(cè)頭放在被測(cè)樣本上時(shí)，儀器自動(dòng)輸出測(cè)試電流或測(cè)試信號(hào)。
早期的產(chǎn)品采用指針式表頭，測(cè)量感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，儀器將該信號(hào)放大后來(lái)指示覆層厚度。近年來(lái)的電路設(shè)計(jì)引入穩(wěn)頻、鎖相、溫度補(bǔ)償?shù)鹊匦录夹g(shù)，利用磁阻來(lái)調(diào)制測(cè)量信號(hào)。還采用設(shè)計(jì)的集成電路，引入微機(jī)，使測(cè)量精度和重現(xiàn)性有了大幅度的提高（幾乎達(dá)一個(gè)數(shù)量級(jí)）?，F(xiàn)代的磁感應(yīng)測(cè)厚儀，分辨率達(dá)到0.1um，允許誤差達(dá)1%，量程達(dá)10mm。
磁性原理測(cè)厚儀可應(yīng)用來(lái)精確測(cè)量鋼鐵表面的油漆層，瓷、搪瓷防護(hù)層，塑料、橡膠覆層，包括鎳鉻在內(nèi)的各種有色金屬電鍍層，以及化工石油待業(yè)的各種防腐涂層。
性能特點(diǎn)：
具有在線實(shí)時(shí)顯示軋制板材的厚度變化、能及時(shí)反映“超差提示”等質(zhì)量信息、幫助實(shí)現(xiàn)板材厚度質(zhì)量指標(biāo)的功能。
測(cè)厚儀有多種運(yùn)動(dòng)控制方式，可選擇 “計(jì)算機(jī)控制進(jìn)退”、“手動(dòng)控制進(jìn)退"、“自動(dòng)掃描”、“定點(diǎn)測(cè)量”選項(xiàng)，滿足各種測(cè)量要求。
整個(gè)箱體用采用全鑄鐵結(jié)構(gòu)，風(fēng)冷水冷相結(jié)合的方式進(jìn)行冷卻防塵，可防止霧氣、粉塵、氧化鐵皮、油污及高溫、熱湍流等干擾。
應(yīng)用效果
由于該測(cè)厚儀能實(shí)時(shí)反映板材厚度變化，便于及時(shí)調(diào)整軋機(jī)，能使厚度尺寸超差等質(zhì)量問(wèn)題在生產(chǎn)過(guò)程中得到較好控制。采用該激光測(cè)厚儀后，可使板材厚度控制精度大幅提高，厚度偏差減少，板材質(zhì)量提高。
在實(shí)際檢測(cè)工作中，經(jīng)常碰到超聲波測(cè)厚儀示值與設(shè)計(jì)值（或預(yù)期值）相比，明顯偏大或偏小，原因分析如下： 1、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，超聲波測(cè)厚儀的示值僅表示與探頭接觸的那層材料厚度。 2、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?！ ?、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。 4、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。實(shí)際使用中由于耦合劑使用過(guò)多，造成探頭離開(kāi)工件時(shí)，儀器示值為耦合劑層厚度值?！ ?、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)，超聲波測(cè)厚儀顯示值為壁厚加沉積物厚度。 6、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。 7、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)要用超聲波探傷儀進(jìn)一步進(jìn)行缺陷檢測(cè)）?！ ?、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(guò)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。
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