在工業超聲測試領域,超聲厚度測量(UTM)是一種基于以下因素對固體元素(通常為金屬制成,如果将超聲用于工業目的,則通常由金屬制成)的局部厚度進行無損測量(計量)的方法。超聲波返回表面所需的時間。這種類型的測量通常使用超聲波測厚儀進行。
已經觀察到超聲波以給定合金的恒定速度特性傳播通過金屬,并且由于諸如溫度的其他因素而有微小變化。因此,給定此信息(稱為速度),*可以使用以下公式計算波浪穿過的路徑的長度:
哪裡
是樣品的厚度
是給定樣本中的聲速
是移動時間
滄州歐譜該公式的特征是一分為二,因為通常儀器會利用在元素邊界上反射的事實在樣品的同一側發射并記錄超聲波。因此,該時間對應于遍曆兩次樣本。
該波通常由内置在測量傳感器頭中的壓電單元或EMAT傳感器發出,并且使用同一傳感器記錄反射波。聲波具有球形傳播模式,并且會經曆不同的現象,例如多徑反射或衍射。測量值不受這些影響,因為記錄的*個回波通常将以與樣品厚度相等的*短距離傳播的發射波的波頭。所有其他退貨可以丢棄,也可以使用更複雜的策略進行處理。
一個超聲波測厚儀是測量儀器的非破壞性的調查使用的材料的厚度的超聲波。
在工業測量的所有領域中,常規的做法是使用超聲波測厚儀進行無損檢測,以檢查諸如厚度測量等材料特性。無需進入試件兩側即可進行厚度測量的能力為這項技術提供了許多可能的應用。油漆測厚儀,超聲波塗層測厚儀,數字測厚儀以及許多其他選項可用于測試塑料,玻璃,陶瓷,金屬和其他材料。除塗層厚度外,它還廣泛用于玻璃,木材和塑料的厚度,并且是腐蝕行業中的主要測試設備。
堅固的超聲波測厚儀通過測量聲音從換能器穿過材料到達零件的後端并返回所需的時間來确定樣品的厚度。然後,超聲波測厚儀根據穿過被測樣品的聲音速度來計算數據。
超聲波測厚儀是1967年由Werner Sobek制造的; [需要引用]來自卡托維茲的波蘭工程師。該*台超聲波測厚儀測量了它在特定測試樣品中發出的波的速度,然後通過應用數學方程式從該速度測量值中計算出以微米為單位的厚度。
有兩種類型的傳感器可以用作超聲波測厚儀。這些傳感器是壓電傳感器和EMAT傳感器。兩種換能器在激發時都會向材料中發射聲波。通常,這些換能器使用預定的頻率,但是某些厚度計可以進行頻率調整,以便檢查更大範圍的材料。超聲波測厚儀使用的标準頻率為5 MHz。
一些超聲塗層測厚儀要求使用凝膠,糊狀或液體形式的耦合劑來消除換能器和試件之間的間隙。一種常見的耦合劑是丙二醇,但還有許多其他可以替代的選擇。
市場上有許多高科技型号。現代數字測厚儀具有保存數據并将其輸出到各種其他數據記錄設備的能力。用戶友好的界面以及保存的數據和設置為操作員提供了極大的便利。這甚至使相對較新手的用戶也可以獲取具有成本效益的*測量結果。
優勢
無損技術
不需要進入樣品的兩面
可以設計用于處理塗料,襯裡等。
使用标準計時技術可以達到良好的精度(0.1毫米或更小)
易于部署,不需要實驗室條件
相對便宜的設備
EMAT不需要使用耦合劑。
EMAT可以通過腐蝕和金屬上的其他表面塗層進行厚度測量
無需去除金屬塗層。
缺點
通常需要對每種材料進行校準
需要與材料良好接觸
無法進行除鏽測量(不适用于EMAT)
在被測表面和探頭之間需要耦合材料。(不适用于EMAT)
口譯需要經驗
典型用法
在諸如采礦等工業環境中,UTM通常用于監視金屬厚度或焊縫質量。配備便攜式UTM探頭的NDE技術人員可以在側面,水箱,甲闆和上層建築中觸及鋼闆。他們隻需用測量頭(換能器)接觸鋼材即可讀取其厚度。通常可以通過先去除可見的腐蝕垢,然後在将探針按在金屬上之前塗抹凡士林或其他耦合劑來确保接觸。但是,當UTM與電磁聲換能器一起使用時,不需要使用耦合劑。這些測試方法用于檢查金屬以确定質量和安全性,而不會破壞或損害其完整性。這是許多船級社的要求
與UTM相關的技術與在其他情況下使用超聲密切相關,例如各種其他工業超聲測量以及醫學超聲和臨床前成像微超聲。一些公司現在正在将UTM技術與無線數據傳輸相結合,以實時監控傳輸斜槽中金屬的厚度。
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