超聲波測厚儀主要用于測量船體、汽油管道、高壓容器、鍋爐等的壁厚以及大面積板材厚度。被測材料可以是以鋼為代表的金屬類材料，也可以是塑料、尼龍等非金屬材料。其原理是儀器通過探頭發(fā)射超聲波，在到達試件底部后反射回來被測頭接收。通過計數(shù)器精確測量超聲波在材料中傳播的時間，按一定的公式進行計算，由顯示器顯示出被測厚度值。
1、儀器校準
探頭和電路都有一定的信號傳輸時間，這一時間必須從總的傳輸時間中減去，這一過程被稱作儀器校準。忽略這一步會導(dǎo)致測量結(jié)果誤差很大。校準時按壓儀器的校準鍵，給探頭涂少許耦合劑并輕壓在儀器自帶的校準試塊上，當儀器顯示出說明書上標明的標準試塊的厚度值時，校準完畢。更換電池和探頭后，以及每次測量之前都應(yīng)進行儀器校準。
2、耦合劑的選用
耦合劑是用來作為探頭與被測材料之間的高頻超聲能量傳遞的。耦合劑用于排除探頭和被測物體之間的空氣，使超聲波能有效地穿入工件達到檢測目的。要根據(jù)使用情況選擇合適種類的耦合劑。當使用在光滑材料表面時，可以使用低黏度的耦合劑;當使用在粗糙表面、垂直表面及頂表面時，應(yīng)使用黏度高的耦合劑。高溫工件應(yīng)選用高溫耦合劑。并且，校準和測量時應(yīng)選擇同一種耦合劑。耦合劑應(yīng)適量使用，涂抹均勻，一般應(yīng)將耦合劑涂在被測材料的表面，但當測量溫度較高時，耦合劑應(yīng)涂在探頭上。
3、被測物表面的清潔
測量前應(yīng)清除被測物體表面所有的灰塵、污垢及銹蝕物，鏟除油漆等覆蓋物。
4、探頭的選用
一般固體材料中的聲速隨其溫度升高而降低，所以對于高溫樣品的測量應(yīng)選用高溫專用探頭。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會產(chǎn)生嚴重的散射衰減，有可能使回波湮沒，造成不顯示。因此建議選用頻率較低的粗晶專用探頭(2.5MHz)。工件曲率半徑太小，尤其是小徑管測厚時，因常用探頭表面為平面，與曲面接觸為點接觸或線接觸，聲強透射率低(耦合不好)，可選用小管徑專用探頭(6mm)。
5、大衰減材料
對于一些如纖維、多孔、粗粒子材料，它們會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)甚至無讀數(shù)(通常反常的讀數(shù)小于實際厚度)，在這種情況下，則說明該材料不適于用此測厚儀測量。
6、材料的溫度影響
材料的厚度與超聲波傳播速度均受溫度的影響，若對測量精度要求較高時，可采用試塊比對法，即用相同材料的試塊在相同溫度條件下進行測量，并求得溫度補償系數(shù)，用此系數(shù)修正被測工件的實測值。
鋼中縱波聲速具代表性的為5.900m/s(0.2320in/us)，但是在漆層或類似涂層中聲速一般低于2.500m/s(0.1000in/us)。常規(guī)超聲設(shè)備在測量帶漆層金屬的總厚度時將錯誤地以鋼的聲速測量涂層，這意味著涂層將顯示至少2.35倍(兩種聲速的比值)其真實厚度的值。
在涉及厚涂層和緊公差的情況下，由涂層引入的這種誤差可以為總厚度測量的很大一部分。這個問題的解決方案是以這樣一種方法----從測量中將涂層成分去除----來測量或計算厚度。 回波―回波測量簡單地應(yīng)用了在兩個相鄰底面回波間的時間間隔的成熟技術(shù)，這個時間間隔代表了透過檢測材料的聲波的連續(xù)往返行程時間。在那些帶涂層金屬的情況中，這些多次回波只能發(fā)生在金屬中而不是涂層中，因此任何一對回波的間隔(底面回波1到2、底面回波2到3等)，只代表了已去除涂層厚度后的金屬厚度。
透過涂層測量要使用一個專利軟件來確定在涂層中一個往返行程代表的時間間隔。該時間間隔用于計算和顯示涂層厚度，并且通過從總測量值中減去該時間間隔，儀器也能計算和顯示金屬底層厚度。 上述每一種技術(shù)都有優(yōu)點和缺點，對一個特定的應(yīng)用都應(yīng)該考慮選擇哪一種方法建議：
透過涂層測量優(yōu)點：
1.能測量多種金屬厚度，具代表性的，在鋼中能從1mm到50mm
2.只需要一個回波
3.在點蝕情況能更精確地測量剩余地最小厚度
透過涂層測量缺點：
1.涂層最薄為0.125mm
2.涂層表面應(yīng)當比較光滑
3.需要使用2種特定探頭中地一個
4.較高表面溫度大約為50℃或51.67℃
回波-回波測量優(yōu)點：
1.可使用多種普通探頭工作
2.常能穿透粗糙表面涂層工作
3.用適當?shù)奶筋^能在接近500℃或498.89℃的高溫時工作
回波-回波測量缺點：
1.需要多次底面回波，在嚴重腐蝕的金屬中可能不存在多次底面回波
2.厚度范圍比透過涂層測量限制更多
1、超聲波測厚儀所測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，甚至無法接收到回波信號。對于表面銹蝕，耦合效果極差的在役設(shè)備、管道等可通過砂、磨、挫等方法對表面進行處理，降低粗糙度，同時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到很好的耦合效果。
2、檢測面與底面不平行，聲波遇到底面產(chǎn)生散射，探頭無法接受到底波信號。
3、工件曲率半徑太小，尤其是小徑管測厚時，因常用探頭表面為平面，與曲面接觸為點接觸或線接觸，聲強透射率低（耦合不好）?？蛇x用小管徑專用探頭，能較精確的測量管道等曲面材料。
4、探頭接觸面有一定磨損。常用測厚探頭表面為丙烯樹脂，長期使用會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?？蛇x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。
5、鑄件、奧氏體鋼因組織不均勻或晶粒粗大，在其中穿過時產(chǎn)生嚴重的散射衰減，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?？蛇x用頻率較低的粗晶專用探頭。
6、超聲波測厚儀所測物背面有大量腐蝕坑。由于被測物另一面有銹斑、腐蝕凹坑，造成聲波衰減，導(dǎo)致讀數(shù)無規(guī)則變化，在極端情況下甚至無讀數(shù)。
7、溫度的影響。一般固體材料中的聲速隨其溫度升高而降低，有試驗數(shù)據(jù)表明，熱態(tài)材料每增加100℃，聲速下降1%。對于高溫在役設(shè)備常常碰到這種情況。應(yīng)選用高溫專用探頭，切勿使用普通探頭。
8、層疊材料、復(fù)合（非均質(zhì)）材料。要測量未經(jīng)耦合的層疊材料是不可能的，因超聲波無法穿透未經(jīng)耦合的空間，而且不能在復(fù)合材料中勻速傳播。對于由多層材料包扎制成的設(shè)備，測厚時要特別注意，測厚儀的示值僅表示與探頭接觸的那層材料厚度。
9、當材料內(nèi)部存在缺陷時，顯示值約為公稱厚度的70%，此時可用超聲波探傷儀進一步進行缺陷檢測。
10、被測物體內(nèi)有沉積物，當沉積物與工件聲阻抗相差不大時，顯示值為壁厚加沉積物厚度。
11、聲速選擇錯誤。測量工件前，根據(jù)材料種類預(yù)置其聲速或根據(jù)標準塊反測出聲速。當用一種材料校正儀器后又去測量另一種材料時，將產(chǎn)生錯誤的結(jié)果。要求在測量前一定要正確識別材料，選擇合適聲速。
12、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，無明顯界面，但聲速在兩種物質(zhì)的傳播速度不一樣，會導(dǎo)致最終的測量誤差。
13、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)力狀況對聲速有一定的影響。
①當應(yīng)力方向與傳播方向一致時，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。
②當應(yīng)力與波的傳播方向不一致時，波動過程中質(zhì)點振動軌跡受應(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。
14、耦合劑的影響。耦合劑是用來排除探頭和被測物體之間的空氣，使超聲波能有效地穿入工件達到檢測目的。如果選擇種類或使用方法不當，將造成誤差或耦合標志閃爍，無法測量。
①因根據(jù)使用情況選擇合適的種類，當使用在光滑材料表面時，可以使用低粘度的耦合劑；當使用在粗糙表面、垂直表面及頂表面時，應(yīng)使用粘度高的耦合劑。高溫工件應(yīng)選用高溫耦合劑。
②其次，耦合劑應(yīng)適量使用，涂抹均勻，一般應(yīng)將耦合劑涂在被測材料的表面，但當超聲波測厚儀測量溫度較高時，耦合劑應(yīng)涂在探頭上。
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