超声波测厚及应用

在工业领域中超声波测厚是一门成熟的高新技术，它的最大优点是检测安全、可靠及精度高，而且它可以巡回在运行状态进行检测。工业上许多结构和部件的厚度在非破坏情况下作精确测量是极为重要的问题，例如：船舶壳体、各种高温高压容器以及原子能工业中的不锈钢管道等，在使用过程中由于经受腐蚀会使壁厚发生变化，必须定期进行检验以防止发生事故。在这些方面，超声测厚技术都可以获得良好效果。超声测厚仪按工作原理分：有共振法、干涉法及脉冲反射法等几种，由于脉冲反射法并不涉及共振机理，与被测物表面的光洁度关系不密切，所以超声波脉冲法测厚仪是最受用户欢迎的一种仪表。
（二）测厚仪应用领域
　　由于超声波处理方便，并有良好的指向性，超声技术测量金属，非金属材料的厚度，既快又准确，无污染，尤其是在只许可一个侧面可按触的场合，更能显示其优越性，广泛用于各种板材、管材壁厚、锅炉容器壁厚及其局部腐蚀、锈蚀的情况，因此对冶金、造船、机械、化工、电力、原子能等各工业部门的产品检验，对设备安全运行及现代化管理起着主要的作用。
（三）超声波测厚的特点
　　超声测厚具有很多优点：它的测量精度较高，例如测量几毫米以上的厚度时，可达0.1－0.5％的精度：超声测厚设备轻便，操作安全，不象γ射线测厚那样需要有笨重的防护装置；此外，超声测试简便，易于读书或实行连续的自动检测和控制，特别是对只能单面接触的面积很大的部件以及必须跟随生产流程高速检测和控制的场合，超声法的优点就更为突出。
（四） 超声波测厚分类
　　超声测厚的原理主要有共振法、脉冲回波法、干涉法等，使用的声波类型主要是纵波，市场上多数超声测试仪为脉冲回波式。目前工业上尚需解决的特殊问题主要有：薄试件、非均匀材料及高温材料测厚。
　　薄试件的超声测厚以往多采用共振方法，但此类仪表用模拟电路制成，较笨重，用户通常不愿意接受。随着现代高速电子器件的发展，只需将超声信号送入微机，就可以在微机上实现共振谱分析，各种现代谱分析技术为高精度测厚提供有效的手段。实验证明，谱估计的AR模型方法非常适合超声振法测薄试件的厚度，得到的精度达微米数量级。
　　非均匀材料声衰减大，散射剧烈，使得常规超声测厚方法无法实现。现在人们从两方面入手，以期圆满解决此问题。一是制作聚焦的高能量超声波发射换能器，增强声波的穿透能力；二是用相关及分离谱技术突出反映厚度特征的超声信号。采取这些措施后已使超声技术扩展到复合材料、混凝土材料及陶瓷材料的测厚领域。最新发展起来的非接触激光超声技术省去了检测高温材料时的声耦合问题。这种方法的优点是可对任意高温度的试件测厚，且测厚的动态范围优于常规超声方法。
超声波测厚仪工作原理 测厚仪