超聲波測厚儀測量誤差的預(yù)防方法
超聲波測量厚度的原理與光波測量原理相似。探頭發(fā)射的超聲波脈沖到達(dá)背測物體并在物體中傳播,到達(dá)材料分界面時被反射回探頭,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。超聲波測厚儀的測量方法***般分為以下四種:
1.單點測量法:在被測體上任***點,利用探頭進(jìn)行測量,顯示值即為厚度值。
2.兩點測量法:在被測體的同***點用探頭進(jìn)行兩次測量,在第二次測量中,探頭的分割面成 90°,取兩次測量中的較小值為厚度值。
3.多點測量法:當(dāng)測量值不穩(wěn)定時,以***個測定點為中心,在直徑約為 30mm 的圓內(nèi)進(jìn)行多次測量,取***小值為厚度值。
4.連續(xù)測量法:用單點測量法,沿指定線路連續(xù)測量,其間隔不小于 5mm,取其中***小值為厚度值。
然而,因為***些因素,超聲波測厚儀的測量結(jié)果會出現(xiàn)***些誤差,為了得到更***的測量數(shù)據(jù),注意以下幾點有助于預(yù)防測量的誤差:
1、超薄材料
使用任何超聲波測厚儀,當(dāng)被測材料的厚度降到探頭使用下限以下時,將導(dǎo)致測量誤差,必要時,***小極限厚度可用試塊比較法測量。
當(dāng)測量超薄材料時,有時會發(fā)生***種稱為“雙重折射”的錯誤結(jié)果,它的結(jié)果為顯示讀數(shù)是實際厚度的二倍,另***種錯誤結(jié)果被稱為“脈沖包絡(luò),循環(huán)跳躍”它的結(jié)果是測量值大于實際厚度,為防止這類誤差,測臨界薄材時應(yīng)重復(fù)測量核對。
2、銹斑,腐蝕凹坑等
被測材料另***表面的銹斑凹坑等將引起讀數(shù)無規(guī)則地變化,在極端情況下甚至無讀數(shù),很小的銹點有時是很難發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)發(fā)現(xiàn)凹坑或感到懷疑時,這個區(qū)域的測量就得十分小心,可選擇探頭串音隔層板不同角度的定位來作多次測試。
3、材料識別錯誤
當(dāng)用***種材料校正了儀器后,又去測試另外***種材料時,將發(fā)生錯誤的結(jié)果,應(yīng)注意選擇正確的聲速。
4、探頭的磨損
探頭表面為丙烯樹脂,長期使用會使粗糙度增高,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
要測量未經(jīng)耦合的層迭材料是不可能的,因超聲波無法穿透未經(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量厚度的儀器都不適應(yīng)于測量層迭材料和復(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,故會造成誤差,且氧化層厚度不同誤差的大小也不同,請用戶在使用的時候加以注意,可以在同***批被測材料中選擇***塊用千分尺或卡尺測量制成樣塊,對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。
7、表面清潔的影響
測量前應(yīng)清除被測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
過分粗糙的表面會引起測量誤差,甚至儀器無讀數(shù)。測量前應(yīng)盡量使被測材料表面光滑,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
耦合劑是用來作為探頭與被測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,無法測量。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,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,可使用粘度較高的耦合劑(如甘油膏,黃油,潤滑脂等)。