超聲測厚儀如何工作？

更新時間：2017-06-15 點擊次數：4359

超聲測厚是一種廣泛使用的無損檢測技術，它用來從材料一側測量材料厚度。在19世紀40年代后期，利用由聲納衍生的原理產生了*臺商業超聲測厚儀器。在19世紀70年代，小型便攜式儀器由于優化了大多數檢測應用而被廣泛應用。之后，在微處理技術上的發展使得如今的、便于使用的小型儀器的性能達到了一個新的水平。

幾乎任何一種普通工程材料都可以用超聲方法來測量。超聲測厚儀可用于金屬、塑料、復合材料、纖維玻璃、陶瓷和玻璃。在線或加工過程中的擠壓塑料和金屬的測量是可行的，同樣也可測量多層軋制冷作件或涂層。液面高度和生物學樣品也可測量。超聲測量一直是*無損的方法，它無需切開測量物。

常規的超聲測量一般不適用于包括木頭、紙、混凝土和泡沫產品的材料。

聲能能在一個很寬的頻譜范圍產生，能聽到的聲音存在在一個相當低的頻率范圍，其上限約為每秒20000個周期(20KHz)。頻率越高，我們感覺的音調越高。超聲是一個在很高頻率的聲能，超過了人類能聽到的界限。大部分超聲測試是在頻率范圍從500KHz到20MHz之間實施的，但是某些特殊的儀器頻率低至50KHz甚至更低并且高至225MHz。無論是什么頻率，聲能都由根據物理學波的基本定律，通過空氣或鋼介質來傳播的機械振動模式組成。

所有的超聲測厚儀由稱之為超聲波換能器的探頭產生一個聲脈沖，能測量它通過測試塊的行程時間多長。因為聲波會在不同的材料邊界反射，一般在“脈沖/回波"模式下從一側來實施測量，這樣儀器測量了在試塊遠側或底面回波的反射脈沖之間的來回傳播時間。

探頭包含一個由短電脈沖激發來產生一個超聲波脈沖的壓電晶片。聲波耦合進入試塊并在其中傳播，直到遇到背壁面或其他邊界。反射信號會往回傳播到探頭，將聲能轉換為電能。事實上，儀器接收來自另一側的回波，時間間隔只有百萬分之幾秒。儀器用在測試材料中的聲速進行編程，從而能夠使用簡單的數學關系式來計算厚度：

T = V x t/2

此處：

T=工件厚度

V=在檢測材料中的聲速

t =測量的來回傳播時間

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