GB/T11344-2021超聲測厚儀的測量原理及四種超聲測量方法
1. 超聲波測厚儀的工作原理在于,它通過精確測量探頭發(fā)射的超聲波信號在被測材料中穿過一次、兩次乃至多次所需的時間,來判定被測材料的厚度。這一厚度的計算依據(jù)的是已知聲速與脈沖回波時間的乘積,再除以超聲波穿過的次數(shù),具體計算公式如下方公式所示:
d = vt/n
式中各參數(shù)意義如下:
d 代表被測材料的厚度;
v 代表超聲波在材料中的傳播速度;
t 代表超聲波信號的測量時間;
n 代表超聲波信號穿過的次數(shù)。
2 . 被測材料的聲速是其物理特性的一種體現(xiàn),對于特定的材料,其聲速往往被視為一個常數(shù)《超聲波在介質(zhì)中的傳播速度對照表》中列出了常用材料的聲速參考值。然而,需要注意的是,由于材料的成分、處理工藝以及測量條件可能存在差異,表A.1中的數(shù)據(jù)并非絕對精確。在大多數(shù)情況下,這些數(shù)據(jù)可以直接使用,但如有需要,也可通過測厚儀器進行重新測定,以確保測量的準確性。
3 . 超聲波測厚的方法多種多樣,下圖中展示了以下四種主要方法:
方法1(單次回波法):該方法通過測量初始脈沖與第一次底面回波之間的時間差來確定厚度,同時需要對零點進行校正,以確保測量的準確性。
方法2(單次回波延時法):此方法測量的是延遲塊界面波與第一次底面回波之間的時間差,適用于需要更精確測量特定區(qū)域厚度的情況,特別是測量薄件厚度。
方法3(多次回波法):通過測量多次底面回波之間的時間差來計算厚度,適用于較厚材料的測量,能夠提高測量的穩(wěn)定性和精度。
方法4(穿透法):該方法直接測量超聲脈沖從發(fā)射探頭穿過被測材料到達底面接收探頭的時間,適用于需要快速、直接測量的情況。
標引序號說明:
A ——發(fā)射/接收探頭;
A1——發(fā)射探頭;
A2——接收探頭;
A3——雙晶探頭;
B ——被測產(chǎn)品;
C ——聲波傳輸時間;
D ——發(fā)射脈沖信號;
E1、E2、E3——底面回波:
F ——界面回波;
G ——遲聲程;
H ——接收脈沖