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影响超声波测厚仪准确度的因素

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2023/10/31 9:54:19

优质超声测厚仪可以对金属、塑料和其他材料进行高度准确的检测。 但是,与被测材料、检测设备、工件几何形状,以及用户技能和用心程度相关的多种因素都会影响某个具体的检测应用所能达到的准确程度。请继续阅读,了解可能会影响超声检测结果的因素。

与材料相关的因素

被测材料的物理特性是一个会影响超声测厚仪的测量范围和准确度的一个因素。其中包括声学和几何学方面的因素。

1. 被测材料的声学特性

某些工程材料的多种条件可能会限制超声厚度测量的准确度和范围。

2. 被测材料的物理特性

要确定测量范围和准确度,还必须考虑被测样件的尺寸、形状和表面光洁度。

与操作人员相关的因素

校准:任何超声测量的准确度都取决于校准时是否准确、用心。需确保在更换被测材料或探头时,进行第4节中所述的声速校准和零位校准。此外,我们建议使用厚度已知的样件进行定期核查,以验证测厚仪是否运行正常。

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与设备相关的因素

虽然数字采样率等仪器设计因素会设定超声测量仪的可测厚度范围和测量准确度,但具体应用中的厚度范围和测量准确度最终要取决于测厚仪、探头、设置以及与材料相关因素的综合考量。



在高温或水下等特殊条件下进行超声测量需要考虑更多的因素。如果您计划在以下情况下使用超声测厚仪,请遵循这些建议,以确保检测安全并获得准确的结果。

高温超声检测

在高温(约50 °C以上)下进行测量需要细心做好规划。用于腐蚀应用的许多双晶探头可以承受高温,在某些情况下,可短暂接触高达500 °C的高温表面。而标准接触式探头如果暴露在约50 °C以上的高温环境中, 就会损坏或损毁,因为用于制造探头的材料的热膨胀系数不同,会在高温下出现脱粘现象。千万不要在温度过高、无法用手指舒适触摸的表面上使用接触式探头。此外,一定要在模式2或模式3中使用单晶探头进行高温测量,探头可以是延迟块式探头(装有适当的高温延迟块),也可以是水浸探头。

所有材料的声速都随温度而变化,通常会随着材料变冷而增加,随着材料变热而减小,在冰点或熔点会出现急剧变化。这种影响在塑料和橡胶中要比在金属或陶瓷中大得多。为获得更好的准确度,要在与测量温度相同的温度下校准测厚仪的声速设置。请注意,使用设置为室温声速的测厚仪测量高温材料通常会导致结果出现重大错误。最后,在温度高于约100 °C时,我们建议使用特殊的高温耦合剂。

使用超声测厚仪进行在线测量

在生产线上或处理过程中进行的超声厚度测量可以持续对移动的产品进行测量,如挤压成型塑料管道和管子、电缆护套和钣金等。多通道仪器可以在管状产品圆周上或板材整个宽度上的不同位置进行测量。在线测量通常使用水浸式探头进行,这种探头通过水槽或水层耦合声能,以避免与产品直接接触。对于挤压成型管道、管子和电缆护套,通常可以将冷却水作为耦合剂,在现有冷却槽内进行测量。为了保持探头与被测材料正确对直的状态,需要将探头固定住。

使用长探头电缆进行超声检测

超声测厚仪最常使用的是约1米长的探头电缆。除非检测条件所需,一般不建议使用很长的电缆。在常见检测频率下,如果电缆长度超过约3米,则应考虑电缆效应,因为可能会出现负面影响。在特定情况下,可使用的最大电缆长度取决于探头类型和要测量的最小厚度。请注意,双晶探头可以使用比单晶探头长得多的电缆;在适当仪器设置下,可能长达100米。要特别注意探头与电缆的电气匹配问题,考虑到电缆中信号的衰减,并补偿脉冲通过电缆的传输时间。

水下超声检测

一些腐蚀测量应用涉及到诸如测量浸在水中的支撑桩或船体的厚度等情况。虽然大多数标准接触式、延迟块式和双晶探头可以短暂浸入浅水中而不会出现问题,但长期浸泡或深度浸泡(深度超过约2米)最终会使探头因腐蚀和水的侵入而出现故障,尤其是在盐水中。对于深水海洋应用,通常使用防水双晶探头,这种探头经过密封可防止在高压下水的侵入。如上所述,这类探头可用于大约100米的深度。

在通过环氧树脂漆等涂层或其他保护性表面进行测量时,有一些因素需要考虑。

钢材料上的油漆、环氧树脂和类似的保护涂层通常会在腐蚀测量应用中引发潜在的问题。由于非金属涂层的声速通常约为钢的一半,因此涂层可能会给测量结果增加两倍于其实际厚度的误差。

为什么准确测量涂层很重要?

涂层厚度对产品质量、工艺控制和成本控制有着重大影响。有助于确保涂层发挥其预期功能的两个因素是涂料的质量和涂层的厚度。准确测量涂层可以保证满足各行业的要求。超声测厚仪是一种无损检测仪器,只需接触到被测材料表面的一侧,就可以准确地测量涂层的厚度。

超声涂层厚度测量技术

用于测量涂层管道和工件厚度的两种技术是回波到回波测量和穿透涂层(THRU-COAT)测量。每种技术都有优点和缺点:

回波到回波测量:

回波到回波测量技术,奥林巴斯38DL PLUS和45MG测厚仪(可选)都提供,这种技术在测量管道或其他金属结构的剩余壁厚时不会测量涂层的厚度。这种技术对两个连续底面回波之间的间隔计时,以获得不含涂层的金属材料的准确厚度(因为多重底面回波出现在金属中,而一般不会出现在涂层中)。

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回波到回波技术的优势特性如下:

回波到回波技术的局限性如下:

穿透涂层(THRU-COAT)测量:

穿透涂层(THRU-COAT)测量技术可以分开测量金属厚度和金属上薄薄的非金属涂层(如漆层)的厚度。这种技术使用软件识别声束在涂层中完成一个往返声程所代表的时间段。从总测量值中减去这个时间段,可以计算出金属基底的厚度。如果涂层厚度低于0.125 毫米,或外部涂层表面粗糙或不规则,则穿透涂层(THRU-COAT) 测量可能无法正常完成。

穿透涂层技术优于回波到回波技术的特性如下:

穿透涂层技术的局限性如下:


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