超聲波測厚儀產生測量誤差的原因
2015-03-24
超聲波，在醫學、軍事、工業、農業上有很多的應用，并且利用超聲波的原理來做了很
多科學儀器。其中超聲波測厚儀是根據超聲波脈沖反射原理來進行厚度測量的，當探頭
發射的超聲波脈沖通過被測物體到達材料分界面時，脈沖被反射回探頭通過精確測量超
聲波在材料中傳播的時間來確定被測材料的厚度。但在實際檢測工作中，經常碰到超聲
波測厚儀示值與設計值(或預期值)相比，明顯偏大或偏小等問題，下面長沙艾克塞普儀
器設備有限公司的楊振帆就此為大家分析下原因：
1、層疊材料、復合(非均質)材料。要測量未經耦合的層疊材料是不可能的，因超聲波
無法穿透未經耦合的空間，而且不能在復合(非均質)材料中勻速傳播。對于由多層材料
包扎制成的設備(像尿素高壓設備)，測厚時要特別注意，超聲波測厚儀的示值僅表示與
探頭接觸的那層材料厚度。
2、聲速選擇錯誤。測量工件前，根據材料種類預置其聲速或根據標準塊反測出聲速。
當用一種材料校正儀器后(常用試塊為鋼)又去測量另一種材料時，將產生錯誤的結果。
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，有試驗數據表明，熱態
材料每增加100°C，聲速下降1%。對于高溫在役設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物體之間的空氣，使超聲波能有效地
穿入工件達到檢測目的。如果選擇種類或使用方法不當，將造成誤差或耦合標志閃爍，
無法測量。實際使用中由于耦合劑使用過多，造成探頭離開工件時，儀器示值為耦合劑
層厚度值。
5、被測物體(如管道)內有沉積物，當沉積物與工件聲阻抗相差不大時，超聲波測厚儀
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。金屬表面產生的致密氧化物或油漆防腐層，
雖與基體材料結合緊密，無名顯界面，但聲速在兩種物質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、當材料內部存在缺陷(如夾雜、夾層等)時，顯示值約為公稱厚度的70%(此時要用超
聲波探傷儀進一步進行缺陷檢測)。
8、應力的影響。在役設備、管道大部分有應力存在，固體材料的應力狀況對聲速有一
定的影響，當應力方向與傳播方向一致時，若應力為壓應力，則應力作用使工件彈性增
加，聲速加快;反之，若應力為拉應力，則聲速減慢。當應力與波的傳播方向不一至時
，波動過程中質點振動軌跡受應力干擾，波的傳播方向產生偏離。根據資料表明，一般
應力增加，聲速緩慢增加
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