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超聲波測厚儀產(chǎn)生測量誤差的原因
2015-03-24
超聲波，在醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上有很多的應(yīng)用，并且利用超聲波的原理來做了很
多科學(xué)儀器。其中超聲波測厚儀是根據(jù)超聲波脈沖反射原理來進(jìn)行厚度測量的，當(dāng)探頭
發(fā)射的超聲波脈沖通過被測物體到達(dá)材料分界面時，脈沖被反射回探頭通過精確測量超
聲波在材料中傳播的時間來確定被測材料的厚度。但在實(shí)際檢測工作中，經(jīng)常碰到超聲
波測厚儀示值與設(shè)計(jì)值(或預(yù)期值)相比，明顯偏大或偏小等問題，下面長沙艾克塞普儀
器設(shè)備有限公司的楊振帆就此為大家分析下原因：
1、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(非均質(zhì))材料中勻速傳播。對于由多層材料
包扎制成的設(shè)備(像尿素高壓設(shè)備)，測厚時要特別注意，超聲波測厚儀的示值僅表示與
探頭接觸的那層材料厚度。
2、聲速選擇錯誤。測量工件前，根據(jù)材料種類預(yù)置其聲速或根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)塊反測出聲速。
當(dāng)用一種材料校正儀器后(常用試塊為鋼)又去測量另一種材料時，將產(chǎn)生錯誤的結(jié)果。
3、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(dá)到檢測目的。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，
無法測量。實(shí)際使用中由于耦合劑使用過多，造成探頭離開工件時，儀器示值為耦合劑
層厚度值。
5、被測物體(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，超聲波測厚儀
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，顯示值約為公稱厚度的70%(此時要用超
聲波探傷儀進(jìn)一步進(jìn)行缺陷檢測)。
8、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，當(dāng)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。當(dāng)應(yīng)力與波的傳播方向不一至?xí)r
，波動過程中質(zhì)點(diǎn)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
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