超声波测厚仪方法简析（二）

发射脉冲和经过放大的底面反射信号(或相邻两个底面反射信号)触发厚度闸门控制电路，输出一个宽度与被测工件中超声波传播时间成正比的方波。用这方波来控制闸门电路启闭。

高频振荡器输出一系列高频振荡信号。在闸门电路开启期间，这些高频信号通过闸门进入计算器而被计数，zui后数字管显示出开门时间内的高频振荡次数。

        计数与开门方波宽度成正比，方波宽度又正比于工件厚度，因此，计数正比于厚度。高频振荡器的频率是可调的，根据不同的材料可调节振荡频率，使之开门时间内振荡次数等于工件厚度，这样数字管就直接显示出厚度来。

国产UTM-101H型数字式超声波测厚仪精度为±0.1毫米，测量范围是1.2-220毫米。
测量精度为0.1毫米时对于钢来说，相应的声波传播时间约0.03微秒，也就是要求高频振荡的一个周期为0.03微秒，即振荡频率调整约为30 兆赫左右，这时计数器就显示以0.1毫米为单位的厚度值。如要让测量精度达到0.01毫米，则高频振荡频率约为300兆赫左右。但制作在这样高频率下工作的数字电路太困难了。

         实际解决办法是在计数电路之前加一级方波信号扩展电路，使开门时间准确扩大10倍，这样用30兆赫左右的振荡频率也可使测量精度达到 0.01毫米。

测厚仪的使用及注意事项

首先是选择探头。测厚用探头一般要根据测厚范围，测量精度和工件条件来选择。双晶片探头比较好，它的测量范围较宽，下限较低。

测厚时被测工件的表面处理与探伤时的要求相同。对粗糙表面测厚，要求打磨的面积不大，关键在于平整。

藕合剂选用也同探伤时一样，对小径管管壁和坚立的壁等的测厚，采用甘油或水玻璃为宜。

测量时，为避免耦合剂薄膜的多次反射或其他杂波信号引起的假读数，一定要指示稳定且能重复呈现后再读取数据。假读数在绝大多数情况中指示是不稳定的。使用双晶探头时，对于一般无方向性问题的工件。探头放置方向无关，并且每个测点测一次即可。对于管道测厚，探头的放置方向要使其隔声层垂直于管道轴线，对于其他与探头放置方向有关的测厚，各测点应测量二次(先测一次，然后将探头旋转90°再测一次)，并做好标记和记录。

测量管材，尤其是测小径管时，要细心左右摆动探头，使其与管壁正交，这样才能获得稳定准确的厚度指示。如仪器工作正常，但测不出厚度时，首先要检查工件光洁度是否合格。耦合剂好不好，光洁度不够再打磨一下，耦合剂太稀，应换粘度大一些的。如果仍然测不出来，这可能是内部腐蚀严重引起的，可把探头稍移动一点再测。

测厚中要注意成倍读数或缺陷反射两种情况，当读数与预想值相差很多时，应该分析是什么原因引起的，看是出现了成倍读数(读数过大)还是缺陷反射(读数过小);这时如有其他种类测厚仪或探伤仪，应辅助测量一下，辨明原因。

对运行中高温工件的测量，要使用高温探头和特殊的耦合剂。

通常管道中沉积物的声阻抗与管材的声阻抗相差很大，所以对厚度测量没有影响。但在个别情况下，如炼油厂中提炼含硫量较高的天然石油时，管道和容器里形成一种剧铁盐沉积物，其声阻抗与钢的声阻抗相近，这时测得的壁厚有可能是管壁厚与沉积物厚度之和。所以测量时要特别小心，当对所测得厚度有怀疑时，用小锤敲打几下管壁，然后再测量一次。