超声波测厚仪产生测量误差的原因
2015-03-24
超声波，在医学、军事、工业、农业上有很多的应用，并且利用超声波的原理来做了很
多科学仪器。其中超声波测厚仪是根据超声波脉冲反射原理来进行厚度测量的，当探头
发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时，脉冲被反射回探头通过精确测量超
声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度。但在实际检测工作中，经常碰到超声
波测厚仪示值与设计值(或预期值)相比，明显偏大或偏小等问题，下面长沙艾克塞普仪
器设备有限公司的杨振帆就此为大家分析下原因：
1、层叠材料、复合(非均质)材料。要测量未经耦合的层叠材料是不可能的，因超声波
无法穿透未经耦合的空间，而且不能在复合(非均质)材料中匀速传播。对于由多层材料
包扎制成的设备(像尿素高压设备)，测厚时要特别注意，超声波测厚仪的示值仅表示与
探头接触的那层材料厚度。
2、声速选择错误。测量工件前，根据材料种类预置其声速或根据标准块反测出声速。
当用一种材料校正仪器后(常用试块为钢)又去测量另一种材料时，将产生错误的结果。
3、温度的影响。一般固体材料中的声速随其温度升高而降低，有试验数据表明，热态
材料每增加100°C，声速下降1%。对于高温在役设备常常碰到这种情况。
4、耦合剂的影响。耦合剂是用来排除探头和被测物体之间的空气，使超声波能有效地
穿入工件达到检测目的。如果选择种类或使用方法不当，将造成误差或耦合标志闪烁，
无法测量。实际使用中由于耦合剂使用过多，造成探头离开工件时，仪器示值为耦合剂
层厚度值。
5、被测物体(如管道)内有沉积物，当沉积物与工件声阻抗相差不大时，超声波测厚仪
显示值为壁厚加沉积物厚度。
6、金属表面氧化物或油漆覆盖层的影响。金属表面产生的致密氧化物或油漆防腐层，
虽与基体材料结合紧密，无名显界面，但声速在两种物质中的传播速度是不同的，从而
造成误差，且随覆盖物厚度不同，误差大小也不同。
7、当材料内部存在缺陷(如夹杂、夹层等)时，显示值约为公称厚度的70%(此时要用超
声波探伤仪进一步进行缺陷检测)。
8、应力的影响。在役设备、管道大部分有应力存在，固体材料的应力状况对声速有一
定的影响，当应力方向与传播方向一致时，若应力为压应力，则应力作用使工件弹性增
加，声速加快;反之，若应力为拉应力，则声速减慢。当应力与波的传播方向不一至时
，波动过程中质点振动轨迹受应力干扰，波的传播方向产生偏离。根据资料表明，一般
应力增加，声速缓慢增加
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