超聲波測(cè)厚儀測(cè)量誤差的預(yù)防方法
超聲波測(cè)量厚度的原理與光波測(cè)量原理相似。探頭發(fā)射的超聲波脈沖到達(dá)背測(cè)物體并在物體中傳播,到達(dá)材料分界面時(shí)被反射回探頭,通過(guò)精確測(cè)量超聲波在材料中傳播的時(shí)間來(lái)確定被測(cè)材料的厚度。超聲波測(cè)厚儀的測(cè)量方法***般分為以下四種:
1.單點(diǎn)測(cè)量法:在被測(cè)體上任***點(diǎn),利用探頭進(jìn)行測(cè)量,顯示值即為厚度值。
2.兩點(diǎn)測(cè)量法:在被測(cè)體的同***點(diǎn)用探頭進(jìn)行兩次測(cè)量,在第二次測(cè)量中,探頭的分割面成 90°,取兩次測(cè)量中的較小值為厚度值。
3.多點(diǎn)測(cè)量法:當(dāng)測(cè)量值不穩(wěn)定時(shí),以***個(gè)測(cè)定點(diǎn)為中心,在直徑約為 30mm 的圓內(nèi)進(jìn)行多次測(cè)量,取***小值為厚度值。
4.連續(xù)測(cè)量法:用單點(diǎn)測(cè)量法,沿指定線路連續(xù)測(cè)量,其間隔不小于 5mm,取其中***小值為厚度值。
然而,因?yàn)?**些因素,超聲波測(cè)厚儀的測(cè)量結(jié)果會(huì)出現(xiàn)***些誤差,為了得到更***的測(cè)量數(shù)據(jù),注意以下幾點(diǎn)有助于預(yù)防測(cè)量的誤差:
1、超薄材料
使用任何超聲波測(cè)厚儀,當(dāng)被測(cè)材料的厚度降到探頭使用下限以下時(shí),將導(dǎo)致測(cè)量誤差,必要時(shí),***小極限厚度可用試塊比較法測(cè)量。
當(dāng)測(cè)量超薄材料時(shí),有時(shí)會(huì)發(fā)生***種稱為“雙重折射”的錯(cuò)誤結(jié)果,它的結(jié)果為顯示讀數(shù)是實(shí)際厚度的二倍,另***種錯(cuò)誤結(jié)果被稱為“脈沖包絡(luò),循環(huán)跳躍”它的結(jié)果是測(cè)量值大于實(shí)際厚度,為防止這類誤差,測(cè)臨界薄材時(shí)應(yīng)重復(fù)測(cè)量核對(duì)。
2、銹斑,腐蝕凹坑等
被測(cè)材料另***表面的銹斑凹坑等將引起讀數(shù)無(wú)規(guī)則地變化,在極端情況下甚至無(wú)讀數(shù),很小的銹點(diǎn)有時(shí)是很難發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)發(fā)現(xiàn)凹坑或感到懷疑時(shí),這個(gè)區(qū)域的測(cè)量就得十分小心,可選擇探頭串音隔層板不同角度的定位來(lái)作多次測(cè)試。
3、材料識(shí)別錯(cuò)誤
當(dāng)用***種材料校正了儀器后,又去測(cè)試另外***種材料時(shí),將發(fā)生錯(cuò)誤的結(jié)果,應(yīng)注意選擇正確的聲速。
4、探頭的磨損
探頭表面為丙烯樹(shù)脂,長(zhǎng)期使用會(huì)使粗糙度增高,導(dǎo)致靈敏度下降,用戶在確定為此原因造成誤差的情況下,可用砂紙或油石少量打磨探頭表面使其平滑并保證平行度。如仍然不穩(wěn)定,則需更換探頭。
5、層迭材料,復(fù)合材料
要測(cè)量未經(jīng)耦合的層迭材料是不可能的,因超聲波無(wú)法穿透未經(jīng)耦合的空間。又因超聲波不能在復(fù)合材料中以勻速傳播,所以用超聲波反射原理測(cè)量厚度的儀器都不適應(yīng)于測(cè)量層迭材料和復(fù)合材料。
6、金屬表面氧化層的影響
有些金屬可在其表面產(chǎn)生較密的氧化層,例如鋁等,這層氧化層與基體間結(jié)合緊密,無(wú)明顯界面,但超聲波在這兩種物質(zhì)中的傳播速度是不同的,故會(huì)造成誤差,且氧化層厚度不同誤差的大小也不同,請(qǐng)用戶在使用的時(shí)候加以注意,可以在同***批被測(cè)材料中選擇***塊用千分尺或卡尺測(cè)量制成樣塊,對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。
7、表面清潔的影響
測(cè)量前應(yīng)清除被測(cè)物體表面所有的灰塵、污垢及銹蝕物,鏟除油漆等覆蓋物。
8、粗糙度的影響
過(guò)分粗糙的表面會(huì)引起測(cè)量誤差,甚至儀器無(wú)讀數(shù)。測(cè)量前應(yīng)盡量使被測(cè)材料表面光滑,可使用磨、拋、銼等方法使其光滑。還可使用高粘度耦合劑。
9、耦合劑的使用和選擇
耦合劑是用來(lái)作為探頭與被測(cè)材料之間的高頻超聲波能量傳遞的。如果選擇種類或使用方法不當(dāng)將有可能造成誤差或耦合標(biāo)志閃爍,無(wú)法測(cè)量。耦合劑應(yīng)適量使用,涂抹均勻。且選擇合適種類的耦合劑是重要的,當(dāng)使用的光滑材料表面時(shí),低粘度耦合劑(如隨機(jī)配置的耦合劑,輕機(jī)油等)是很合適的。當(dāng)使用在粗糙材料表面,或者垂直表面及頂面時(shí),可使用粘度較高的耦合劑(如甘油膏,黃油,潤(rùn)滑脂等)。