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手持式超聲波測(cè)厚儀誤差偏大或偏小的顯著原因

更新時(shí)間:2021-07-09   點(diǎn)擊次數(shù):1051次
   手持式超聲波測(cè)厚儀是根據(jù)超聲波脈沖反射原理來進(jìn)行厚度測(cè)量的,當(dāng)探頭發(fā)射的超聲波脈沖通過被測(cè)物體到達(dá)材料分界面時(shí),脈沖被反射回探頭,通過準(zhǔn)確測(cè)量超聲波在材料中傳播的時(shí)間來確定被測(cè)材料的厚度。凡能使超聲波以一恒定速度在其內(nèi)部傳播的各種材料均可采用此原理測(cè)量。按此原理設(shè)計(jì)的測(cè)厚儀可對(duì)各種板材和各種加工零件作準(zhǔn)確測(cè)量,也可以對(duì)生產(chǎn)設(shè)備中各種管道和壓力容器進(jìn)行監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)它們?cè)谑褂眠^程中受腐蝕后的減薄程度。可廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、造船、航空、航天等各個(gè)領(lǐng)域。
  超聲波測(cè)厚儀測(cè)試實(shí)際檢測(cè)工作中,經(jīng)常碰到測(cè)厚儀示值與設(shè)計(jì)值(或預(yù)期值)相比,明顯偏大或偏小,原因分析如下:
  1.層疊材料、復(fù)合材料。要測(cè)量未經(jīng)耦合的層疊材料是不可能的,因超聲波無法穿透未經(jīng)耦合的空間,而且不能在復(fù)合材料中勻速傳播。對(duì)于由多層材料包扎制成的設(shè)備,測(cè)厚時(shí)要特別注意,測(cè)厚儀的示值僅表示與探頭接觸的那層材料厚度。
  2.聲速選擇錯(cuò)誤。測(cè)量工件前根據(jù)材料種類預(yù)置其聲速或根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)塊反測(cè)出聲速。當(dāng)用一種材料校正儀器后又去測(cè)量另一種材料時(shí),將產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)果。
  3.溫度的影響。一般固體材料中的聲速隨其溫度升高而降低,有試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,熱態(tài)材料每增加100℃,聲速下降1%。對(duì)于高溫在役設(shè)備常常碰到這種情況。
  4.耦合劑的影響。耦合劑是用來排除探頭和被測(cè)物體之間的空氣,使超聲波能有效地穿入工件達(dá)到檢測(cè)目的。如果選擇種類或使用方法不當(dāng),將造成誤差或耦合標(biāo)志閃爍,無法測(cè)量。實(shí)際使用中由于耦合劑使用過多,造成探頭離開工件時(shí),儀器示值為耦合劑層厚度值。
  5.被測(cè)物體內(nèi)有沉積物,當(dāng)沉積物與工件聲阻抗相差不大時(shí),測(cè)厚儀顯示值為壁厚加沉積物厚度。
  6.金屬表面氧化物或油漆覆蓋層的影響。金屬表面產(chǎn)生的致密氧化物或油漆防腐層,雖與基體材料結(jié)合緊密,無名顯界面,但聲速在兩種物質(zhì)中的傳播速度是不同的,從而造成誤差,且隨覆蓋物厚度不同,誤差大小也不同。
  7.當(dāng)材料內(nèi)部存在缺陷時(shí),顯示值約為公稱厚度的70%。
  8.應(yīng)力的影響。在役設(shè)備、管道大部分有應(yīng)力存在,固體材料的應(yīng)力狀況對(duì)聲速有一定的影響,當(dāng)應(yīng)力方向與傳播方向一致時(shí),若應(yīng)力為壓應(yīng)力,則應(yīng)力作用使工件彈性增加,聲速加快;反之,若應(yīng)力為拉應(yīng)力,則聲速減慢。當(dāng)應(yīng)力與波的傳播方向不一至?xí)r,波動(dòng)過程中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)軌跡受應(yīng)力干擾,波的傳播方向產(chǎn)生偏離。根據(jù)資料表明,一般應(yīng)力增加,聲速緩慢增加。

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