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超声测厚应用需考虑的因素

更新时间:2017-09-29      点击次数:2854
 在任意超声测厚应用中,仪器和探头的选择取决于被测材料、厚度范围、几何形状、温度、精度要求以及可能存在的一些特殊条件。下面列出了需要考虑的主要因素: 

  材料:被测的材料类型和厚度范围在选择仪器和探头时是zui重要的因素。许多普通工程材料,包括大多数金属、陶瓷和玻璃能够很有效地传播超声,因此有一个很广的厚度范围可以很容易地被测量。大部分塑料会更快地吸收超声能量,因此其zui大厚度范围有更多的限制,但是在许多制造业情况依然能够很容易地完成测量。橡胶、纤维玻璃和许多复合材料衰减更大而且经常需要具有优化低频操作的脉冲/接收的高穿透力仪器。 

  厚度:厚度范围也影响该选择的仪器和探头类型。一般而言,薄材料用高频探头,厚的或衰减性材料用低频探头,延迟块探头用于非常薄的材料,虽然延迟块探头(和液浸探头)由于多次界面回波的干扰在zui大可测厚度上会有更多的限制。在那些涉及到比较宽的厚度范围并且/或者多层材料的情况下,可能需要不止一种类型的探头。 

  几何形状:当工件表面曲率增加时,在探头和试块间的耦合效果会降低,因此当曲率增加时,探头尺寸一般都要减小。在一个半径极小,尤其是凹面时,可能需要特殊的仿型延迟块探头或非接触液浸探头来达到适当的声耦合。延迟式探头和液浸式探头也可用于凹槽、孔和限制性接触的类似区域。 

  温度:常规接触式探头一般用于的表面温度约为125° F50° C。在更高温度的材料上使用,大多数直接接触式探头可能会由于热膨胀效应导致*性损坏。在那些应用中,应该一直使用带有耐热延迟线的延迟线探头、液浸探头或高温双晶探头。 

  相位颠倒:由低声阻抗材料(密度乘声速)粘合到高声阻抗材料的特殊应用,典型例子包括在钢或其他金属的上的塑料、橡胶、玻璃的覆盖层、以及在纤维玻璃上的聚合体覆盖层。在这些情况下来自两种材料界间的回波将会相位颠倒,或相对于空气边界的回波相位反向。这种情况通常建议在仪器上做简单的设置改变,但是如果不把这一点考虑进去,读数将是不准确的。 

  精度:在一个给定的应用中,许多因素会影响测量的精度,包括正确的仪器校准、材料声速的均匀性、声衰减和散射、表面粗糙度、曲率、声耦合不良、以及底面不平行度。在选择仪器和探头时所有这些因素都应该考虑进去。采用正确的校准,测量通常可达到精度为±0.001"0.01mm,而且在某些应用中精度可达到0.0001"0.001mm。在一个给定的应用中,精度通过使用知道厚度的参考试块来确定。通常,使用延迟块或液浸探头的模式3来测量的仪器可zui地测得工件的厚度。 

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