DOC《影响超声波测厚示值的因素分析及预防措施》

影响超声波测厚示值的因素分析及预防措施 摘要: 阐述了超声波测厚仪工作原理,并对影响超声波测厚示值的因素进行了分析和论述.

abstract: this paper sets out the working principle of ultrasonic thickness gauges, analyzes and describes the factors affecting the ultrasonic thickness values. 关键词: 超声波;

测厚;

示值失真 key words: ultrasonic;

thickness;

indication of distortion

1 超声波测厚仪的工作原理 超声波测厚只要是保证设备配备完整,零部件齐备的情况下就能够精确无误的检测出锅炉压力容器和管道等厚度的大小.通过它能将设备腐蚀情况了解得十分清楚(见图1),而且还能够实时的发现设备出现的问题发出安全警报.这些对于生产之中的安全、成本的节约以及产品质量的保证都起不可或缺的作用. 而且超声测厚仪体积小,重量轻,速度快,精度高(±0.01mm),成为目前应用最为广泛的测厚方法.超声测厚仪对测量对象是有要求的,那些衰减过大的铸铁等材料或者表面过于粗造的面积比较大的工件的厚度是无法准确测出来的. 超声波的频率很高,指向性好,只要是均匀介质中传播,那么其中声速是一样的;

如果它在介质中传播碰到别的有问题的介质时就会将产生反射作用.也就是说超声波测厚的基本原理就是:超声波脉冲自被测材料表面发出到接受底面反射脉冲的间隔时间将正比于材料厚度,再将这个时间值转化为厚度值展现出来,这个厚度值就是被测材料的厚度大小. 超声波测厚仪主要是包括三种类型:脉冲反射式、共振式及兰姆波式.共振式及兰姆波式能够测量材料的厚度不能低于0.1mm,其测量的材料精度能达0.1%.只是它对于工件表面光洁度有很高的要求.相比较而言脉冲式对测量的材料厚度则要求是,只要材料的厚度不小于1mm即可,而且它的精度较差,在1%左右.只是它的优点就是对于工件表面的粗糙度没有什么要求.这样说来脉冲反射式是比较适合在测量船体、铝炉及压力容器壁厚被腐蚀度的时候用的材料,共振式及兰姆波式则适宜于测量飞机及导弹等光洁的材料. 我们重点介绍在工业生产中应用比较广泛的脉冲反射式超声波测厚仪测厚原理及测厚方法,并讨论研究影响脉冲反射式超声波测厚仪测厚数据的因素. 脉冲反射式测厚仪是通过测量超声波在工件上下底面之间往返一次传播的时间来求得工件的厚度,其计算公式如下:?滓=ct.式中:c-工件中的波速;

t-超声波在工件中往返一次传播的时间.脉冲反射式测厚仪原理方框图如图2所示. 超声波的产生过程是这样的:首先采用电缆把将发射电路发出脉冲很窄的周期性电脉冲加到探头上,然后使强度很高的激励作用于探头中压电晶片,最后就产生声波了.这样的超声波在工件上下底面出现反复的反射.只要是探头接收到反射波之后就能够在内在的转换措施的作用下形成电信号,再接下来使用放大器在计算电路中输入该电信号.这样的话,其在工件上下底面来回一次将要耗费的时间就可以使用计算电路算出来,最后由工件厚度显示出来. 测量往返时间t有以下两种方法.①测量发射脉冲t与第一次底波b1之间的时间,这种方法发射波脉冲宽度大,盲区大,一般测量厚度下限受到限制,但这种方法的仪器原理简单,成本低廉.②测量第一次底波b1与第二次底波b2之间的时间或任意两次相邻底波之间的时间.这种方法底波脉冲宽度窄,盲区小,测量下限值小.但这种方法仪器线路复杂,成本较高. 脉冲反射式测厚仪的更新换代很迅速的.最近几年之中,因为集成电路的广泛应用,脉冲反射式测厚仪就成为了应用最广的一种超声波测厚仪.主要被应用于锅炉压力容器、造船等系统.