超聲波測厚儀方法簡析（二）

發(fā)射脈沖和經(jīng)過放大的底面反射信號(hào)(或相鄰兩個(gè)底面反射信號(hào))觸發(fā)厚度閘門控制電路，輸出一個(gè)寬度與被測工件中超聲波傳播時(shí)間成正比的方波。用這方波來控制閘門電路啟閉。

高頻振蕩器輸出一系列高頻振蕩信號(hào)。在閘門電路開啟期間，這些高頻信號(hào)通過閘門進(jìn)入計(jì)算器而被計(jì)數(shù)，zui后數(shù)字管顯示出開門時(shí)間內(nèi)的高頻振蕩次數(shù)。

        計(jì)數(shù)與開門方波寬度成正比，方波寬度又正比于工件厚度，因此，計(jì)數(shù)正比于厚度。高頻振蕩器的頻率是可調(diào)的，根據(jù)不同的材料可調(diào)節(jié)振蕩頻率，使之開門時(shí)間內(nèi)振蕩次數(shù)等于工件厚度，這樣數(shù)字管就直接顯示出厚度來。

國產(chǎn)UTM-101H型數(shù)字式超聲波測厚儀精度為±0.1毫米，測量范圍是1.2-220毫米。
測量精度為0.1毫米時(shí)對于鋼來說，相應(yīng)的聲波傳播時(shí)間約0.03微秒，也就是要求高頻振蕩的一個(gè)周期為0.03微秒，即振蕩頻率調(diào)整約為30 兆赫左右，這時(shí)計(jì)數(shù)器就顯示以0.1毫米為單位的厚度值。如要讓測量精度達(dá)到0.01毫米，則高頻振蕩頻率約為300兆赫左右。但制作在這樣高頻率下工作的數(shù)字電路太困難了。

         實(shí)際解決辦法是在計(jì)數(shù)電路之前加一級方波信號(hào)擴(kuò)展電路，使開門時(shí)間準(zhǔn)確擴(kuò)大10倍，這樣用30兆赫左右的振蕩頻率也可使測量精度達(dá)到 0.01毫米。

測厚儀的使用及注意事項(xiàng)

首先是選擇探頭。測厚用探頭一般要根據(jù)測厚范圍，測量精度和工件條件來選擇。雙晶片探頭比較好，它的測量范圍較寬，下限較低。

測厚時(shí)被測工件的表面處理與探傷時(shí)的要求相同。對粗糙表面測厚，要求打磨的面積不大，關(guān)鍵在于平整。

藕合劑選用也同探傷時(shí)一樣，對小徑管管壁和堅(jiān)立的壁等的測厚，采用甘油或水玻璃為宜。

測量時(shí)，為避免耦合劑薄膜的多次反射或其他雜波信號(hào)引起的假讀數(shù)，一定要指示穩(wěn)定且能重復(fù)呈現(xiàn)后再讀取數(shù)據(jù)。假讀數(shù)在絕大多數(shù)情況中指示是不穩(wěn)定的。使用雙晶探頭時(shí)，對于一般無方向性問題的工件。探頭放置方向無關(guān)，并且每個(gè)測點(diǎn)測一次即可。對于管道測厚，探頭的放置方向要使其隔聲層垂直于管道軸線，對于其他與探頭放置方向有關(guān)的測厚，各測點(diǎn)應(yīng)測量二次(先測一次，然后將探頭旋轉(zhuǎn)90°再測一次)，并做好標(biāo)記和記錄。

測量管材，尤其是測小徑管時(shí)，要細(xì)心左右擺動(dòng)探頭，使其與管壁正交，這樣才能獲得穩(wěn)定準(zhǔn)確的厚度指示。如儀器工作正常，但測不出厚度時(shí)，首先要檢查工件光潔度是否合格。耦合劑好不好，光潔度不夠再打磨一下，耦合劑太稀，應(yīng)換粘度大一些的。如果仍然測不出來，這可能是內(nèi)部腐蝕嚴(yán)重引起的，可把探頭稍移動(dòng)一點(diǎn)再測。

測厚中要注意成倍讀數(shù)或缺陷反射兩種情況，當(dāng)讀數(shù)與預(yù)想值相差很多時(shí)，應(yīng)該分析是什么原因引起的，看是出現(xiàn)了成倍讀數(shù)(讀數(shù)過大)還是缺陷反射(讀數(shù)過小);這時(shí)如有其他種類測厚儀或探傷儀，應(yīng)輔助測量一下，辨明原因。

對運(yùn)行中高溫工件的測量，要使用高溫探頭和特殊的耦合劑。

通常管道中沉積物的聲阻抗與管材的聲阻抗相差很大，所以對厚度測量沒有影響。但在個(gè)別情況下，如煉油廠中提煉含硫量較高的天然石油時(shí)，管道和容器里形成一種劇鐵鹽沉積物，其聲阻抗與鋼的聲阻抗相近，這時(shí)測得的壁厚有可能是管壁厚與沉積物厚度之和。所以測量時(shí)要特別小心，當(dāng)對所測得厚度有懷疑時(shí)，用小錘敲打幾下管壁，然后再測量一次。