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超聲波測厚儀使用注意事項(xiàng)(ZT)

更新時(shí)間:2022-02-16點(diǎn)擊次數(shù):1673

    超聲波測量厚度的原理與光波測量原理相似。探頭發(fā)射的超聲波脈沖到達(dá)背測物體并在物體中傳播,到達(dá)材料分界面時(shí)被反射回探頭,通過測量超聲波在材料中傳播的時(shí)間來被測材料的厚度。

    此儀器主要用途:超聲波良導(dǎo)體材料的厚度。主要功能是:測量管材厚度,其次可對測量金屬、塑料、陶瓷、玻璃及其他板材和加工零件做測量,另一重要方面是可以對生產(chǎn)設(shè)備中管道和壓力容器進(jìn)行監(jiān)測,監(jiān)測它們在使用過程中受腐蝕后的減薄程度??蓱?yīng)用于石油、化工、冶金、造船等各個(gè)領(lǐng)域。

清潔表面

測量前應(yīng)清洗被測物體表面灰塵,污垢和銹蝕物,鏟除油漆等覆蓋物。

增加粗糙度要求

過分粗糙的表面會引起測量誤差,甚至儀器無法測量,測量前應(yīng)盡量使被測材料表面光滑,可使用磨,拋,銼等方法使其光滑。還可使用高粘度耦合劑。  

粗機(jī)加工表面

粗機(jī)加工表面(如車床或刨床)所造成的有規(guī)則的細(xì)槽也會引起測量誤差,彌補(bǔ)方法同上“增加粗糙度要求"中提到的方法,另外調(diào)整探頭串音隔層板(穿過探頭底面中心的金屬薄層)與被測材料細(xì)槽之間的夾角,使隔層板與細(xì)槽相互垂直或平行,取讀數(shù)的小值作為測量厚度,可取得較好的效果。

測量圓柱型表面

測量圓柱型材料,如管子,油桶等,選擇探頭串音隔層板與被測材料軸線之間的夾角重要。簡單地說,將探頭與被測材料耦合,探頭串音隔層板與被測材料軸線平行或垂直,沿被測材料軸線方向垂直地緩慢搖動(dòng)探頭,屏幕上的讀數(shù)將有規(guī)則地變化,選擇讀數(shù)中的小值,作為材料的準(zhǔn)確厚度。

選擇探頭串音隔層板與被測材料軸線交角方向的標(biāo)準(zhǔn)取決于材料的曲率,直徑較大的管材,選擇探頭串音隔板與管子軸線垂直,直徑較小的管材,則選擇與管子軸線平行和垂直兩種方法測量,取讀數(shù)中的小值作為測量厚度。

復(fù)合外形

當(dāng)測量復(fù)合外形的材料(如管子彎頭處)時(shí)可采用下面“探頭的磨損中"介紹的方法,所不同的是要進(jìn)行二次測量,分別讀取探頭串音隔板與軸線垂直與軸線平行的兩個(gè)數(shù)值,其較小的一個(gè)數(shù)作為該材料在測量點(diǎn)處的厚度。

不平行表面

為了得到一個(gè)超聲響應(yīng),被測材料的另一表面與被測面平行或同軸,否則將引起測量誤差或根本無讀數(shù)顯示。

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(shí),可采用試塊對比法,即用相同材料的試塊在相同溫度條件進(jìn)行測量,并求得溫度補(bǔ)償系數(shù),用此系數(shù)修正工件的實(shí)測值。

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(shí)際厚度),在這種情況下,則說明該材料不適于用此測厚儀測試。

參考試塊

對不同材料在不同條件下進(jìn)行測量,校準(zhǔn)試塊的材料越接近被測材料,測量就越準(zhǔn)。參考試塊將是一組被測材料的不同厚度的試塊,試塊能提供儀器補(bǔ)償校正因素(如材料的微觀結(jié)構(gòu),熱處理?xiàng)l件,粒子方向,表面粗糙等)。為了精度測量的要求,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)參考試塊就能得到測量精度,這個(gè)試塊應(yīng)具有與被測材料相同的材質(zhì)和相近的厚度。取均勻被測材料用千分尺測量后就能作為一個(gè)試塊。

對于薄材料,在它的厚度接近于探頭測量下*,可用試塊來確定準(zhǔn)確的低限。不要測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)被測材料較厚時(shí),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)接近被測材料的,以便于掌握校準(zhǔn)。

大部分鍛件和鑄件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有方向性,在不同的方向上,其聲速將會有少量的變化,為了解決這個(gè)問題,試塊應(yīng)具有與被測材料相同方向的內(nèi)部結(jié)構(gòu),聲波在試塊中的傳播方向也要與在被測材料中的方向相同。在一定情況下,查已知材料的聲速的功能,故可先測量出聲速,再以此聲速對工件進(jìn)行測量。


測量中的幾種方法

1—單測量法:在一點(diǎn)的測量

2—雙測量法:在一點(diǎn)處用探頭進(jìn)行兩次測量,兩次測量中探頭串音隔板要相互垂直。選擇讀數(shù)中的小值作為材料的準(zhǔn)確厚度。

3—多點(diǎn)測量法:在某一測量范圍內(nèi)進(jìn)行多次測量,取小值為材料厚度值。


探頭串音隔板磨損對測量會造成影響,出現(xiàn)下列現(xiàn)象時(shí)應(yīng)更換探頭。

1—測量不同的厚度時(shí),其測量值總顯示某一值。

2—插上探頭不進(jìn)行測量就有耦合標(biāo)志或測量值出現(xiàn)。

鑄件測量

鑄件測量有其特性。鑄件材料的晶粒比較粗大,組織不夠緊密,加上往往處于毛面狀態(tài)就進(jìn)行測量,因此使測量遇到較大的困難。先是晶粒的大和組織不致密性造成聲能的大衰減,衰減是由材料對聲能的散射和吸收造成的。衰減的程度與晶粒尺寸和超聲頻率是有密切關(guān)系的,相同頻率下衰減隨晶粒直徑的增加而增加,但有一高點(diǎn),超過這一點(diǎn),晶粒直徑再增加,衰減基本趨于一固定值。對于不同頻率的衰減隨頻率的增加而增加。

其次,由于晶粒大和鑄造中存在大異相組織時(shí),將產(chǎn)生異常反射,即草狀回波或樹狀回波,使測厚出現(xiàn)錯(cuò)誤讀數(shù),造成誤判。

另外,隨著晶粒的大,金屬結(jié)晶方向上的彈性異性表現(xiàn)得為顯著,從而使不同方向上聲速造成差異,差異甚至可達(dá)5.5%。而且工件內(nèi)不同位置上組織的致密性也不一致,這也將造成聲速的差異。這些都將產(chǎn)生測量的不準(zhǔn)確。因此對鑄件測量要小心。



對鑄件測量時(shí)應(yīng)注意:

1.在測量表面不加工的鑄件時(shí),采用粘度大的機(jī)油。黃油和水玻璃作耦合劑。

2.用于待測物相同的材料,測量方向與待測物也相同的標(biāo)準(zhǔn)試塊校準(zhǔn)材料的聲速。 



測量誤差的預(yù)防方法:

薄材料

    使用超聲波測厚儀,當(dāng)被測材料的厚度降到探頭使用下限以下時(shí),將導(dǎo)致測量誤差,小厚度可用試塊比較法測量。

當(dāng)測量薄材料時(shí),有時(shí)會發(fā)生一種稱為“雙重折射"的錯(cuò)誤結(jié)果,它的結(jié)果為顯示讀數(shù)是實(shí)際厚度的二倍,另一種錯(cuò)誤結(jié)果被稱為“脈沖包絡(luò),循環(huán)跳躍"它的結(jié)果是測量值大于實(shí)際厚度,為防止這類誤差,測臨界薄材時(shí)應(yīng)重復(fù)測量核對。

銹斑,腐蝕凹坑等

    被測材料另一表面的銹斑凹坑等將引起讀數(shù)無規(guī)則地變化,在情況下甚至無讀數(shù),很小的銹點(diǎn)有時(shí)是很難發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)發(fā)現(xiàn)凹坑或感到懷疑時(shí),這個(gè)區(qū)域的測量就得十分小心,可選擇探頭串音隔層板不同角度的定位來作多次測試。

材料識別錯(cuò)誤

當(dāng)用一種材料校正了儀器后,又去測試另外一種材料時(shí),將發(fā)生錯(cuò)誤的結(jié)果,應(yīng)注意選擇正確的聲速。

探頭的磨損

探頭表面為丙烯樹脂,長期使用會使粗糙度增加,導(dǎo)致靈敏度下降,用戶在確定為此原因造成誤差的情況下,可用砂紙或油石少量打磨探頭表面使其平滑并保障平行度。如仍然不穩(wěn)定,則需更換探頭。

層迭材料,復(fù)合材料

要測量未經(jīng)耦合的層迭材料是不可能的,因超聲波無法穿透未經(jīng)耦合的空間。又因超聲波不能在復(fù)合材料中以勻速傳播,所以用超聲波反射原理測量厚度的儀器都不適應(yīng)于測量層迭材料和復(fù)合材料。

金屬表面氧化層的影響

有些金屬可在其表面產(chǎn)生較密的氧化層,例如鋁等,這層氧化層與基體間結(jié)合緊密,無明顯界面,但超聲波在這兩種物質(zhì)中的傳播速度是不同的,故會造成誤差,且氧化層厚度不同誤差的大小也不同,請用戶在使用的時(shí)候加以注意,可以在同一批被測材料中選擇一塊用千分尺或卡尺測量制成樣塊,對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。

反常的厚度讀數(shù)

操作者應(yīng)該具備辨別反常讀數(shù)的能力,通常銹斑,腐蝕凹坑,被測材料內(nèi)部缺陷都將引起反常讀數(shù)。

耦合劑的使用和選擇

    耦合劑是用來作為探頭與被測材料之間的高頻超聲波能量傳遞的。如果選擇種類或使用方法不當(dāng)將有可能造成誤差或耦合標(biāo)志閃爍,無法測量。耦合劑應(yīng)適量使用,涂抹均勻。

    選擇適合種類的耦合劑是重要的,當(dāng)使用的光滑材料表面時(shí),低粘度耦合劑(如隨機(jī)配置的耦合劑,輕機(jī)油等)是很適合的。當(dāng)使用在粗糙材料表面,或者垂直表面及頂面時(shí),可使用粘度較高的耦合劑(如甘油膏,黃油,潤滑脂等)。



試塊的清潔

    由于使用隨機(jī)試塊對儀器進(jìn)行檢測時(shí),需涂耦合劑,所以請注意防銹。使用后將隨機(jī)試塊擦凈。氣溫較高時(shí)不要沾上漢液。長期不使用應(yīng)該在隨機(jī)試塊表面涂上少量的油脂防銹,當(dāng)再次使用時(shí),將油脂擦凈后,即可進(jìn)行正常工作。

機(jī)殼的清潔

酒精.稀釋液等對機(jī)殼有腐蝕作用(尤其是視窗),故清洗時(shí),用少量清水輕輕擦拭即可。

探頭的保護(hù)

探頭表面為丙烯樹脂,對粗糙表面的重劃很敏感,因此在使用中應(yīng)輕按。測粗糙表面時(shí),盡量減少探頭在工作表面的劃動(dòng)。

常溫測量時(shí),被測物表面不應(yīng)超過60℃,否則探頭不能用。

油.灰塵的附著會使探頭線逐漸老化,斷裂,使用后應(yīng)去掉線纜上的污垢。