在工業(yè)檢測領(lǐng)域，超聲波測厚技術(shù)已成為金屬材料厚度檢測的核心手段。宇時先鋒UM-5系列超聲波測厚儀型作為國內(nèi)行業(yè)首批具備A掃描的主流測厚設(shè)備，其配備的TC550復(fù)合晶片探頭與數(shù)字化波形分析系統(tǒng)，為復(fù)雜工況下的精密測量提供了解決方案。本文以該設(shè)備在表面有凸起的鋼材檢測中的實(shí)踐為例，系統(tǒng)解析非光滑表面帶來的技術(shù)挑戰(zhàn)及突破路徑。

一、非光滑表面的核心測量障礙

當(dāng)UM5系列超聲波測厚儀配備TC550探頭接觸具有顆粒狀紋理的鋼材時，首先面臨的是聲波耦合難題。銹蝕層與基材形成的非連續(xù)界面，導(dǎo)致耦合劑無法形成均勻聲阻抗過渡層。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，在Ra值超過6.3μm的粗糙表面，聲波能量衰減幅度可達(dá)光滑表面的3-5倍，直接影響首次回波信號強(qiáng)度。

更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)來自聲波傳播路徑的畸變。不規(guī)則表面形態(tài)引發(fā)超聲波束發(fā)生非垂直入射，產(chǎn)生顯著的聲波散射效應(yīng)。如圖中鋼材表面的斑駁結(jié)構(gòu)，每個凸起部位都可能成為二次聲源，導(dǎo)致回波信號呈現(xiàn)多路徑疊加特征。這種散射現(xiàn)象會使測量波形出現(xiàn)"毛刺狀"干擾，厚度讀數(shù)波動范圍可達(dá)±0.5mm。

設(shè)備顯示的波形圖直觀展現(xiàn)了這一現(xiàn)象：主回波信號前段出現(xiàn)多個微小波動峰，這是聲波在粗糙表面多次反射的典型特征。當(dāng)材料內(nèi)部存在微小缺陷時，這種波形畸變將進(jìn)一步加劇，給真實(shí)厚度值的識別帶來雙重干擾。

二、精準(zhǔn)測量的關(guān)鍵技術(shù)路徑

針對耦合難題，首先要去除表面塵土浮銹，清潔后涂抹粘度適中的耦合劑，最后將探頭壓在耦合劑處。

在波形分析環(huán)節(jié)，UM-5系列的A掃描界面顯得尤為重要。通過設(shè)置增益、消音等參數(shù)，可有效濾除表面反射的雜波。當(dāng)檢測到圖中10.35mm主回波信號時，結(jié)合鋼材縱波聲速5920m/s及卡尺的測量，驗(yàn)證了測量數(shù)據(jù)的可靠性。

三、設(shè)備潛能的深度開發(fā)

UM-5系列測厚儀的波形記錄功能為質(zhì)量追溯提供了新維度。通過存儲測量時的A掃描（A-Scan）波形，可建立"表面形貌-波形特征-厚度值"的三維數(shù)據(jù)庫。某鋼廠應(yīng)用實(shí)踐顯示，積累200組數(shù)據(jù)后，設(shè)備對同類工況的首次測量準(zhǔn)確率提升至98.6%。

在有涂層的情況下，可啟用設(shè)備的穿透涂層模式（E-E）。通過兩次底面回波，設(shè)備自動修正聲程計(jì)算值。

 四、操作規(guī)范與質(zhì)量控制

建立標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程至關(guān)重要。推薦采用"三查五測"制度：檢查探頭磨損度、被測面清潔度；在典型區(qū)域進(jìn)行首次測量、平行位復(fù)測、垂直位驗(yàn)證、邊緣區(qū)補(bǔ)測、異常點(diǎn)復(fù)查。

通過合理運(yùn)用設(shè)備功能與科學(xué)制定檢測方案，宇時先鋒UM-5系列超聲波測厚儀完全能夠應(yīng)對非光滑表面的挑戰(zhàn)。技術(shù)突破的關(guān)鍵在于理解聲波與材料表面的相互作用機(jī)理，將設(shè)備性能與工藝特性深度融合。隨著公司引進(jìn)更多的創(chuàng)造型人才、我們將研發(fā)更加高端方便的超聲波設(shè)備，推動無損檢測技術(shù)邁向新高度。