超(chao)聲測厚儀如何(he)工作?

本指南探討了(le)(le)超聲測厚儀(yi)的技術特點、測量模(mo)式和要考慮的關鍵因(yin)素，無論您是想學(xue)習超聲測厚儀(yi)的基礎知識，還是想更深入地了(le)(le)解這(zhe)些(xie)設備(bei)，您都可(ke)以(yi)從中得(de)到幫助(zhu)。超聲測厚儀(yi)可(ke)用于測量各種材(cai)料(liao)，因(yin)此更好(hao)地了(le)(le)解它們(men)的工作方(fang)式有助(zhu)于您更準確、更有效進行檢測。

超聲測(ce)厚(hou)儀如何測(ce)量厚(hou)度(du)?

超聲(sheng)(sheng)(sheng)測(ce)(ce)厚(hou)(hou)(hou)儀(yi)(yi)利用聲(sheng)(sheng)(sheng)波的(de)(de)物理(li)特性來(lai)測(ce)(ce)量樣(yang)件(jian)的(de)(de)厚(hou)(hou)(hou)度。 測(ce)(ce)厚(hou)(hou)(hou)儀(yi)(yi)通(tong)過(guo)(guo)(guo)分析有(you)組織(zhi)的(de)(de)機械振動如(ru)何穿過(guo)(guo)(guo)金屬、塑料和其他工業材(cai)料的(de)(de)模式，并計(ji)算聲(sheng)(sheng)(sheng)波脈沖(chong)穿過(guo)(guo)(guo)被測(ce)(ce)試件(jian)到(dao)達(da)內(nei)壁或材(cai)料另一側反彈回(hui)來(lai)所需的(de)(de)時間(jian)來(lai)測(ce)(ce)量材(cai)料的(de)(de)厚(hou)(hou)(hou)度。通(tong)常，時間(jian)越長，材(cai)料越厚(hou)(hou)(hou)。 這些超聲(sheng)(sheng)(sheng)設(she)備使用的(de)(de)聲(sheng)(sheng)(sheng)能頻(pin)率(lv)遠遠高于人(ren)(ren)耳(er)所能聽到(dao)的(de)(de)頻(pin)率(lv)。 人(ren)(ren)耳(er)可以聽見的(de)(de)聲(sheng)(sheng)(sheng)音通(tong)常在(zai)20 KHz左右(you)，但(dan)超聲(sheng)(sheng)(sheng)測(ce)(ce)厚(hou)(hou)(hou)儀(yi)(yi)的(de)(de)工作頻(pin)率(lv)可以達(da)到(dao)500 KHz甚至更高。

傳輸聲波(bo)脈沖(chong)(chong)的探頭含有(you)壓電(dian)晶片，晶片由短的電(dian)脈沖(chong)(chong)激勵。 這(zhe)樣(yang)就產生(sheng)了可(ke)以(yi)穿過被測(ce)樣(yang)件并反射回到(dao)探頭的超聲波(bo)。聲波(bo)脈沖(chong)(chong)反射回來后，會被轉化為(wei)聲能(neng)。測(ce)量儀使用這(zhe)個聲能(neng)，通(tong)過以(yi)下公式計(ji)算出(chu)厚度(du)；

T = (V) x (t/2)

T = 工件的厚度

V = 被測材料中的聲速

t = 測量到的往返傳播時間

測(ce)量模式(shi)

單晶(jing)探(tan)頭：模式1、模式2 和模式3

產生(sheng)了聲波(bo)(bo)脈(mo)沖并接收到回波(bo)(bo)之(zhi)后，就可以通(tong)過幾種方式進行(xing)計時。使用普通(tong)接觸(chu)式、延(yan)遲塊(kuai)式和(he)水浸探頭(tou)時，測量代表聲波(bo)(bo)在(zai)被測樣件中傳播所(suo)用時間的三種常(chang)見用方法是(shi)模(mo)(mo)式1、模(mo)(mo)式2 和(he)模(mo)(mo)式3。探頭(tou)類型和(he)應用要(yao)求通(tong)常(chang)決定您選擇(ze)哪種模(mo)(mo)式。

模式1是最常見的測量方式。它測量的是產生聲波的激勵脈沖和第一個回波之間的時間間隔，然后再減去很小的零位偏移值，以補償聲波在儀器、電纜和探頭防磨板中的固定延遲。

模(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)1是使(shi)用(yong)接(jie)(jie)觸式(shi)(shi)(shi)探頭進行檢測(ce)(ce)(ce)所采用(yong)的(de)(de)(de)(de)正常測(ce)(ce)(ce)量模(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)。 其主要優勢是一般具備測(ce)(ce)(ce)量超高(gao)最大厚度的(de)(de)(de)(de)能(neng)力。由(you)(you)于(yu)(yu)只需要單(dan)一的(de)(de)(de)(de)底面回波，其在檢測(ce)(ce)(ce)鑄件(jian)、低密(mi)度塑料(liao)和橡膠等具有挑戰性的(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)時，也表現出上佳的(de)(de)(de)(de)穿透能(neng)力。 模(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)1的(de)(de)(de)(de)缺點是其最小可測(ce)(ce)(ce)厚度高(gao)于(yu)(yu)其他模(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)，而且由(you)(you)于(yu)(yu)耦合變化，精度可能(neng)略(lve)低。 此外，與模(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)1相關(guan)的(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)觸式(shi)(shi)(shi)探頭只可用(yong)于(yu)(yu)測(ce)(ce)(ce)量表面溫(wen)度低于(yu)(yu)50°C的(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)，因(yin)此無法進行高(gao)溫(wen)測(ce)(ce)(ce)量。

模式2測量的是從被測樣件的近表面返回的界面回波與第一個底面回波之間的時間間隔，其代表的是聲波在被測樣件中的往返聲程。這個模式一般需要使用延遲塊式探頭或水浸式探頭

模式2通常可：

• 優化塑料和復合材料的(de)近表面分(fen)辨率

• 使用高(gao)溫延遲塊(kuai)探頭(tou)進行高(gao)溫測量

• 使(shi)用聚焦水浸式探頭，或(huo)者聚焦或(huo)曲面(mian)延遲塊探頭對急轉(zhuan)圓角進(jin)行測量

• 使用水浸式探(tan)頭對移(yi)動材料(liao)進行在線(xian)測量

模式(shi)2測量方式(shi)的主要缺點是其(qi)最大可測厚度(du)受(shou)延遲塊(kuai)長度(du)的限制。

模式3使用延遲塊式探頭或水浸式探頭測量兩個連續底面回波之間的時間間隔，其代表的是聲波在被測樣件中的往返聲程。

模式(shi)3通常可提(ti)供(gong)很高的(de)測(ce)量(liang)(liang)精度(du)和上佳的(de)最(zui)小(xiao)厚(hou)度(du)分辨率(lv)，盡(jin)管其最(zui)大可測(ce)厚(hou)度(du)會受到限制。 這(zhe)種模式(shi)需要兩個或更多的(de)清晰(xi)多重底面回(hui)波，因此通常只能對衰(shuai)減(jian)性(xing)相對較低且聲阻抗(kang)較高的(de)材料進行(xing)測(ce)量(liang)(liang)，如(ru)細粒金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)、陶(tao)瓷和玻璃。可以使用適(shi)當的(de)高溫延遲塊探頭在高溫下進行(xing)測(ce)量(liang)(liang)。模式(shi)3還具有從(cong)帶涂層金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)厚(hou)度(du)測(ce)量(liang)(liang)值中去除薄的(de)非(fei)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)涂層（如(ru)油漆）的(de)優勢。

雙晶(jing)探頭

雙晶(jing)(jing)探頭包(bao)含安裝在(zai)延(yan)遲(chi)塊(kuai)上獨(du)立的(de)發射晶(jing)(jing)片(pian)和接收晶(jing)(jing)片(pian)，延(yan)遲(chi)塊(kuai)既可(ke)以(yi)起到導(dao)引聲波(bo)、創建V形聲程的(de)作(zuo)用，又可(ke)以(yi)用作(zuo)熱絕緣(yuan)體，在(zai)高溫測量過程中保護活動晶(jing)(jing)片(pian)。 回波(bo)計時(shi)通常(chang)在(zai)模式1中完成，不僅(jin)要減去代表脈(mo)沖在(zai)延(yan)遲(chi)塊(kuai)中傳播時(shi)間(jian)的(de)較大零位偏移值，還要使用三(san)角校正(zheng)補償(chang)被測材料中的(de)V形聲程。

超聲測厚儀測量注(zhu)意事(shi)項

使用超聲(sheng)測厚儀進行測量(liang)時(shi)，必須考慮許多外部影(ying)響因素，以確保(bao)測量(liang)的準確性(xing)(xing)和安全性(xing)(xing)。