廠家從專業(yè)角度介超聲波測厚儀測量試樣厚度時(shí)的方法及注意事項(xiàng)

一、復(fù)雜環(huán)境分類及應(yīng)對策略

1. 高溫 / 低溫環(huán)境

• 問題：溫度會影響超聲波在介質(zhì)中的傳播速度（聲速），導(dǎo)致測量誤差；高溫可能損壞探頭或耦合劑。

• 應(yīng)對方法：

  • 選擇高溫 / 低溫探頭：使用耐溫探頭（如高溫壓電陶瓷探頭，耐溫可達(dá) 300℃以上），或采用水冷、空氣冷卻等降溫裝置保護(hù)探頭。

  • 聲速補(bǔ)償：

    • 提前測量被測材料在目標(biāo)溫度下的聲速（可通過標(biāo)準(zhǔn)試塊校準(zhǔn)），或使用帶溫度補(bǔ)償功能的測厚儀自動修正。

    • 公式修正：實(shí)際厚度 $d=\frac{v^{\prime }\times t}{2}$，其中 $v^{\prime }$ 為溫度修正后的聲速，$t$ 為超聲波傳播時(shí)間。

    
    

  • 耦合劑選擇：高溫環(huán)境使用高溫耦合劑（如硅脂、石墨粉），低溫環(huán)境使用耐低溫耦合劑（如甘油）。

  
  

2. 強(qiáng)腐蝕環(huán)境

• 問題：腐蝕介質(zhì)可能損壞探頭表面或腐蝕試樣表面，導(dǎo)致耦合不良或聲信號衰減。

• 應(yīng)對方法：

  • 探頭防護(hù)：使用防腐蝕涂層（如聚四氟乙烯）或外置保護(hù)套（不銹鋼、陶瓷）隔離探頭與腐蝕介質(zhì)。

  • 試樣預(yù)處理：清除表面腐蝕層（如打磨、酸洗），露出金屬基材以確保耦合效果；若無法清除，可嘗試采用 穿透法測量（需雙面接觸，適用于均勻腐蝕場景）。

  • 耦合劑抗腐蝕：選擇化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)的耦合劑（如凡士林、氟化液）。

  
  

3. 強(qiáng)電磁干擾環(huán)境

• 問題：電磁干擾可能導(dǎo)致測厚儀電路信號紊亂，出現(xiàn)測量值跳動或誤差。

• 應(yīng)對方法：

  • 設(shè)備抗干擾：選用帶屏蔽功能的探頭電纜（如雙層屏蔽同軸電纜），或使用光纖傳輸信號的測厚儀。

  • 接地與隔離：確保測厚儀和探頭接地良好，遠(yuǎn)離干擾源（如電機(jī)、變壓器），必要時(shí)使用金屬屏蔽罩隔離儀器。

  
  

4. 粗糙表面或涂層 / 多層結(jié)構(gòu)

• 問題：表面粗糙導(dǎo)致超聲波散射，耦合效果差；多層結(jié)構(gòu)（如涂層 + 基材）可能產(chǎn)生多重反射，干擾單次回波測量。

• 應(yīng)對方法：

  • 表面處理：打磨被測表面至粗糙度 $Ra\le 6.3\mu m$，或使用高粘度耦合劑（如黃油）填充縫隙。

  • 模式選擇：

    • 對粗糙表面，使用 寬脈沖探頭 或 低頻探頭（如 0.5~2MHz），減少散射衰減。

    • 對多層結(jié)構(gòu)，啟用測厚儀的 “多層模式” 或 “回波 - 回波模式”（測量底面兩次回波間隔，排除涂層干擾）。

    
    

  
  

5. 狹小空間或復(fù)雜幾何形狀

• 問題：常規(guī)探頭無法接觸被測表面，或曲面（如管道內(nèi)壁、凹坑）導(dǎo)致聲束折射誤差。

• 應(yīng)對方法：

  • 特殊探頭：使用微型探頭、角度探頭（如 45°/60°）或柔性探頭（可彎曲貼合曲面）。

  • 幾何修正：對曲面測量，需根據(jù)曲率半徑修正聲束路徑（如管道測厚時(shí)，使用曲率補(bǔ)償公式或?qū)Ｓ密浖?/span>

  
  

二、通用檢測步驟與技巧

1. 預(yù)校準(zhǔn)：

   • 使用與被測材料聲速一致的標(biāo)準(zhǔn)試塊校準(zhǔn)儀器，確保零位和增益設(shè)置正確。

   • 復(fù)雜環(huán)境下建議多次校準(zhǔn)（如開始前、中途、結(jié)束后），避免環(huán)境變化影響精度。

2. 耦合劑使用：

   • 涂抹耦合劑需均勻、適量，避免氣泡；動態(tài)測量時(shí)（如運(yùn)動部件），可使用凝膠狀耦合劑防止滴落。

3. 測量點(diǎn)選擇：

   • 對腐蝕或磨損區(qū)域，采用 網(wǎng)格法（如 10mm×10mm 網(wǎng)格）多點(diǎn)測量，取最小值判斷壁厚減薄情況。

   • 避免在焊縫、裂紋等缺陷附近測量，如需檢測，可結(jié)合超聲探傷輔助判斷。

4. 信號分析：

   • 觀察回波波形穩(wěn)定性：若底波模糊或多次回波衰減明顯，需重新檢查耦合或表面狀態(tài)。

   • 使用 雙晶探頭（一發(fā)一收）提高信噪比，適用于薄件或強(qiáng)散射材料（如鑄鐵）。

三、注意事項(xiàng)與安全規(guī)范

• 設(shè)備防護(hù)：復(fù)雜環(huán)境下需定期檢查探頭磨損、電纜老化情況，避免短路或信號中斷。

• 人員安全：高溫、高壓、腐蝕場景需穿戴防護(hù)裝備（如隔熱手套、防化服），必要時(shí)停機(jī)檢測。

• 數(shù)據(jù)記錄：記錄環(huán)境參數(shù)（溫度、濕度、腐蝕介質(zhì)）、測量條件（探頭型號、耦合劑類型），便于追溯和誤差分析。

四、典型應(yīng)用場景舉例

• 化工管道腐蝕檢測：使用高溫探頭 + 穿透法，配合爬壁機(jī)器人實(shí)現(xiàn)帶壓管道在線測厚。

• 航空航天復(fù)合材料檢測：采用低頻探頭 + 水耦合（非接觸式），測量多層復(fù)合材料分層厚度。

• 核電設(shè)備高溫部件：通過水冷探頭 + 自動掃查裝置，在輻射環(huán)境下實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動化測厚。

通過以上方法，可有效提升超聲波測厚儀在復(fù)雜環(huán)境下的檢測精度和可靠性。實(shí)際操作中需結(jié)合具體工況靈活調(diào)整，并優(yōu)先參考儀器廠商的環(huán)境適應(yīng)性指南。

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