超聲波測(cè)厚儀方法簡(jiǎn)析(二)
更新時(shí)間:2014-07-23 點(diǎn)擊次數(shù):2207
發(fā)射脈沖和經(jīng)過(guò)放大的底面反射信號(hào)(或相鄰兩個(gè)底面反射信號(hào))觸發(fā)厚度閘門控制電路,輸出一個(gè)寬度與被測(cè)工件中超聲波傳播時(shí)間成正比的方波。用這方波來(lái)控制閘門電路啟閉。
高頻振蕩器輸出一系列高頻振蕩信號(hào)。在閘門電路開(kāi)啟期間,這些高頻信號(hào)通過(guò)閘門進(jìn)入計(jì)算器而被計(jì)數(shù),zui后數(shù)字管顯示出開(kāi)門時(shí)間內(nèi)的高頻振蕩次數(shù)。
計(jì)數(shù)與開(kāi)門方波寬度成正比,方波寬度又正比于工件厚度,因此,計(jì)數(shù)正比于厚度。高頻振蕩器的頻率是可調(diào)的,根據(jù)不同的材料可調(diào)節(jié)振蕩頻率,使之開(kāi)門時(shí)間內(nèi)振蕩次數(shù)等于工件厚度,這樣數(shù)字管就直接顯示出厚度來(lái)。
國(guó)產(chǎn)UTM-101H型數(shù)字式超聲波測(cè)厚儀精度為±0.1毫米,測(cè)量范圍是1.2-220毫米。
測(cè)量精度為0.1毫米時(shí)對(duì)于鋼來(lái)說(shuō),相應(yīng)的聲波傳播時(shí)間約0.03微秒,也就是要求高頻振蕩的一個(gè)周期為0.03微秒,即振蕩頻率調(diào)整約為30 兆赫左右,這時(shí)計(jì)數(shù)器就顯示以0.1毫米為單位的厚度值。如要讓測(cè)量精度達(dá)到0.01毫米,則高頻振蕩頻率約為300兆赫左右。但制作在這樣高頻率下工作的數(shù)字電路太困難了。
實(shí)際解決辦法是在計(jì)數(shù)電路之前加一級(jí)方波信號(hào)擴(kuò)展電路,使開(kāi)門時(shí)間準(zhǔn)確擴(kuò)大10倍,這樣用30兆赫左右的振蕩頻率也可使測(cè)量精度達(dá)到 0.01毫米。
測(cè)厚儀的使用及注意事項(xiàng)
首先是選擇探頭。測(cè)厚用探頭一般要根據(jù)測(cè)厚范圍,測(cè)量精度和工件條件來(lái)選擇。雙晶片探頭比較好,它的測(cè)量范圍較寬,下限較低。
測(cè)厚時(shí)被測(cè)工件的表面處理與探傷時(shí)的要求相同。對(duì)粗糙表面測(cè)厚,要求打磨的面積不大,關(guān)鍵在于平整。
藕合劑選用也同探傷時(shí)一樣,對(duì)小徑管管壁和堅(jiān)立的壁等的測(cè)厚,采用甘油或水玻璃為宜。
測(cè)量時(shí),為避免耦合劑薄膜的多次反射或其他雜波信號(hào)引起的假讀數(shù),一定要指示穩(wěn)定且能重復(fù)呈現(xiàn)后再讀取數(shù)據(jù)。假讀數(shù)在絕大多數(shù)情況中指示是不穩(wěn)定的。使用雙晶探頭時(shí),對(duì)于一般無(wú)方向性問(wèn)題的工件。探頭放置方向無(wú)關(guān),并且每個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)一次即可。對(duì)于管道測(cè)厚,探頭的放置方向要使其隔聲層垂直于管道軸線,對(duì)于其他與探頭放置方向有關(guān)的測(cè)厚,各測(cè)點(diǎn)應(yīng)測(cè)量二次(先測(cè)一次,然后將探頭旋轉(zhuǎn)90°再測(cè)一次),并做好標(biāo)記和記錄。
測(cè)量管材,尤其是測(cè)小徑管時(shí),要細(xì)心左右擺動(dòng)探頭,使其與管壁正交,這樣才能獲得穩(wěn)定準(zhǔn)確的厚度指示。如儀器工作正常,但測(cè)不出厚度時(shí),首先要檢查工件光潔度是否合格。耦合劑好不好,光潔度不夠再打磨一下,耦合劑太稀,應(yīng)換粘度大一些的。如果仍然測(cè)不出來(lái),這可能是內(nèi)部腐蝕嚴(yán)重引起的,可把探頭稍移動(dòng)一點(diǎn)再測(cè)。
測(cè)厚中要注意成倍讀數(shù)或缺陷反射兩種情況,當(dāng)讀數(shù)與預(yù)想值相差很多時(shí),應(yīng)該分析是什么原因引起的,看是出現(xiàn)了成倍讀數(shù)(讀數(shù)過(guò)大)還是缺陷反射(讀數(shù)過(guò)小);這時(shí)如有其他種類測(cè)厚儀或探傷儀,應(yīng)輔助測(cè)量一下,辨明原因。
對(duì)運(yùn)行中高溫工件的測(cè)量,要使用高溫探頭和特殊的耦合劑。
通常管道中沉積物的聲阻抗與管材的聲阻抗相差很大,所以對(duì)厚度測(cè)量沒(méi)有影響。但在個(gè)別情況下,如煉油廠中提煉含硫量較高的天然石油時(shí),管道和容器里形成一種劇鐵鹽沉積物,其聲阻抗與鋼的聲阻抗相近,這時(shí)測(cè)得的壁厚有可能是管壁厚與沉積物厚度之和。所以測(cè)量時(shí)要特別小心,當(dāng)對(duì)所測(cè)得厚度有懷疑時(shí),用小錘敲打幾下管壁,然后再測(cè)量一次。