超声波测厚仪的测量原理与影响测量结果的因素分析

超声波测厚仪是根据超声波脉冲反射原理来进行厚度测量的，当探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时，脉冲被反射回探头，通过精确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度。

时间与厚度的关系

厚度取决于测量声波穿过被测材料所需的时间。厚度与时间的比率称为声速。为了准确测量，必须确定声速并将其输入仪器。

因此厚度测量的准确性取决于具有一致的声速。有些材料不像其他材料那样一致，精度也很低。例如，一些铸造材料是多颗粒状和多孔，因此声速不一致。

材料的适用性

超声波厚度测量依赖于声波穿过被测材料。并非所有材料都擅长传导声波。超声波测厚仪适用于各种材料，包括金属、塑料和玻璃。传导困难的材料包括一些铸造材料、混凝土、木材、玻璃纤维和橡胶。

测量范围和精度

测量能力由被测材料的一致性决定。厚度范围取决于材料类型和表面，以及所使用的技术和探头的类型。该范围将根据被测材料的类型而变化。

准确度由被测测量声速的一致性决定。例如，钢中的声速标化通常在0.5%以内，而铸铁中的声速变化可达4%。

耦合剂

所有超声波应用都需要某种介质将声波从探头传导到测试件。通常使用高粘之间的耦合剂，进入被测物的超声波能量要大得多。

温度

温度对声速有影响。温度越高，声波在材料中传到的速度越慢。高温也会损坏探头。由于声速随温度而变化，因此在与被测材料相同的温度下校准非常重要。

常温范围：大多数标准探头将在-18~120°C范围内工作。

高温测量：对于120-480°C的快速测量，可提供特殊的探头和耦合剂。有必要在两次测量之间将探头浸入水中，以冷却探头。

模式和温度误差：除了声速随温度变化引起的误差之外，一些模式（测量技术）受到的影响比其他模式更大。例如，由于探头的温度变化，双晶探头的脉冲回波模式具有较大的误差，然而多回波技术提供温度补偿有助于减小误差。

测量模式

脉冲-回波（P-E）模式：脉冲回波模式测量从初始脉冲到第一次回波的信号。在这种模式下，可以选择自动或手动校零。在脉冲回波模式下，误差可能来自表面涂层和温度变化。由于脉冲回波只需要一次反射，因此在测量严重腐蚀金属时，它是测量缺陷的最敏感模式。