摘要：在测量各种管道、大面积板才的厚度，以及压力容器的壁厚过程中，广泛的应用了超声波测厚仪。为此，本文主要研究了超声波测厚仪的组成及其测厚原理，并简要分析了超声波测厚仪显示示值不准确的原因，探讨了超声波测厚仪校准中应注意的事项。
关键词：超声波测厚仪；校准；问题；注意事项
前言：现阶段，我国校准超声波测厚仪测量性能主要是依据相关的校准规范进行的。在具体校准工作中，旧的超声波测厚仪是经常都能遇见的，因为长期使用旧的超声波测厚仪，其测量性能会降低，同时增加磨损程度，再加上校准中的部分细节问题，容易造成仪器的显示值不精准。
1分析超声波测厚仪的构成和测厚的原理
该仪器在测量厚度时，是依据超声波脉冲反射原理进行的。当超声波脉冲（探头发射的）通过物体（被测）到达材料的界面时，将脉冲反射回探头，并且通过精确测量在材料中超声波传播的时间，来确定物体（被测）的厚度。超声波测厚仪可用于测量所有能使超声波以恒定速度在其中传播的各种材料的厚度。图1为超声波测厚仪的外形图。
通常情况下，该仪器由两部分组成，主机和探头；该仪器分辨力通常有两种，一种是0.1mm，另一种是0.01mm；不能自动调零的仪器也有自己的校零标准测试块，通常在主机上镶嵌。
图1 超声波测厚仪的外形图
2分析超声波测厚仪显示示值不准确的原因
2.1校准试块锈蚀的原因
超声波测厚仪均配有校准测试块，有利于每次测量前仪器可以进行自动校准。但是，因为使用者维护不当，极容易引起校准块生锈，增加校准块表面的粗糙度，降低探头与测试块之间的耦合效应，减少反射回波，严重时对回波信号，探头无法接收，影响测厚仪的示值。校准测厚仪使用腐蚀校准测试块，当测量范围小时，仪器指示值偏小0.1-0.2mm。如果仪器的指示值受到校准测试块腐蚀的影响，则进行自校准时，可以调配更好的校准测试块，并且当再次测量仪器时，将减小仪器的指示值误差。
2.2耦合剂用量使用不当的原因
在超声波测厚仪中使用耦合剂，可以消除测量随想与探头之间的空气，有利于超声波有效穿透被测对象进行检测。耦合剂的厚度有时也会影响仪器的指示值。在充分应用耦合剂时，部分超声波测厚仪能得到更精确的数据，而一些超声波测厚仪只需要一层非常薄的耦合剂就能得到准确的数据，如果耦合剂较厚会对仪器的指示值造成影响。不适当的使用耦合剂很容易导致0.1-0.2mm指示值误差，所以，在对耦合剂进行使用时，应有效依据超声波测厚仪的实际情况适当使用。
3超声波测厚仪校准中应注意的事项
3.1应清洁被测物的表面
在测量之前，所有要测量的物体表面上的灰尘、污垢和锈迹都应该被去除，并且清除覆盖物如油漆等。
3.2应合理选用探头
一般情况下，随着温度的升高，固体材料中的声速会降低，因此需要选择专门的高温测量探头。由于铸件组织不均匀，或奥氏体钢晶粒粗大，在超声波作用下，会对散射造成严重的衰减，极容易湮灭回波，最终无法显示。所以，对于探头的选用，应选择低频的粗晶专用探头（2.5MHz）。当工件的曲率半径过小时，特别是测量小直径管的厚度时，由于探头表面为平面，接触曲面为点接触或线接触，声强透射率低（耦合不好），所以可以选择小直径的专用探头（6mm）。
3.3应重视仪器校准
无论是探头，还是电路均有具体的信号传输时间，必须从总传输时间中减去这一信号传输时间，整个过程为仪器校准。如果不重视这一步骤，将导致测量结果的巨大误差。校准时，对仪器的校准键进行按压，用少量耦合剂涂敷探头，轻轻按压仪器的校准测试块，当仪器显示指令中指示的标准测试块的厚度时，校准就完成了，仪器校准应在更换电池和探头之后并在每次测量之前进行。
3.4应控制好材料的温度
温度既影响材料的厚度又影响超声波的传播速度，如果要求测量高精度，可以使用比较测试块的方法，也就是说，在相同的温度条件下，可以测量相同材料的试块，并得到温度补偿系数，利用这个系数，可以校正工件的测量值。
3.5应适当选用耦合剂
在探头与被测材料之间，利用耦合剂来传递高频超声能量，采用耦合剂对探头与测量对象之间的空气进行清除，使超声波可以有效地穿透工件，实现检测。应依据使用情况对耦合剂进行适当选用。低粘度耦合剂可用于光滑材料表面，高粘度耦合剂应用于粗糙、垂直和顶表面。高温耦合剂应用于高温工件。此外，为了校准和测量，应该选择相同的耦合剂。应适当利用耦合剂，同时还应均匀涂抹，通常在被测材料的表面涂抹耦合剂，但是如果测量温度比较高时，耦合剂应在探头上进行涂抹。
4结束语
现如今，随着超声波测厚仪的迅猛发展，分辨力（0.001mm）较高的仪器日益突出，在国内市场，国外同类仪器被不断引进。校准这些仪器是计量部门应高度重视的问题。只有对超声波检测的优点和局限性进行充分了解，积累实际工作中的检测经验，才能正确评价被测材料或工件的质量和使用价值。
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作者简介：
赵浩进（1977.01.04），性别：男，籍贯：江苏江阴，学历：本科，毕业院校：南京工程学院，工程师，研究方向：长度计量器具检定与校准，几何量的测量。
论文作者:赵浩进
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/26
标签：超声波论文; 测厚仪论文; 测量论文; 仪器论文; 材料论文; 厚度论文; 测试论文; 《基层建设》2019年第3期论文;