压电超声波高温测厚难点及释疑（二）

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数字化增益调节与屏蔽条

v
 


一般的分档调节增益，在底波信号变强的同时，散射的干扰信号也在变大，因此，最好能进行增益的数字化调节（而不是粗略的分档调节），这样，能“刚刚好”地把底波信号调到可被捕捉的强度、同时干扰信号还不足以影响测量。
“
数字化增益调节
”
应运而生。

v
 


更进一步，最好能把干扰信号屏蔽掉，这叫“屏蔽条调节”。（
blank
）

关于温度补偿

v
 


如前所述，同一种材质，受温度的影响，介质热运动以及吸能效果，会导致声速随温度变化。

v
 


关于这一点，目前没有太多数据或文献，仅知，特定条件下，声速与温度的变化关系为：每百度下降
1%
。
—-
仅供参考。

v
 


为了方便应用，有仪器增加了
“
温度补偿系数
”
这个功能，供使用者自行调节。

实测中的要点

1
，选择合适的耦合剂。测量前，耦合剂应涂抹在探头底面， 然后迅速对被测位置进行 “点测
”
，一接触上，马上移开探头（不要因为没出现信号或者读值，就使劲按压，这样没有用，其时耦合剂早已干结）。移开探头后，马上用棉纱布将被测点和探头底面擦净，避免耦合剂被测面和探头底面形成结垢、影响下一次的耦合。

2
，对于弯道和弯头部位，应在
90
度外凸处和侧面各测一次，以供验证。

3
，通过多次的现场实测，目前，各种读数型仪器（包括进口的）、各种探头（即便是标称到
500℃
的探头），在
350℃
以上的表面（用红外测温仪测量），都难以实现有效测量。

市场现状

v
 


通常的误解：看到标称
500℃
的探头就认为能测量，没有认识到，真正的关键点在于，仪器对信号的处理能力；

v
 


用户购买了这样的探头，即便不能测量，也不会再说什么，因为，在他看来，他已经尽力了、已经买了最好的仪器（进口的）、用了最好的探头。

v
 


以上两点，掩盖了这样一个事实：
“
标称
500℃
的探头并不能真的测量
500℃
的高温表面、并没有真正改善高温状态下超声传播特性”。

v
 


于是，“后来者”继续去寻找“进口
500 ℃
高温探头”，这就是市场现状。

v
 


我们建议：“眼见为实”，在购买之前，现场实证。拿红外测温仪测量一下表面温度，就在那个
500 ℃
的位置进行测厚，看看效果究竟如何。

总 结

1
，耦合效果很重要。高温下，耦合剂中水分的瞬间蒸发，造成耦合剂干结、碳化，使
“
耦合
”
失效。

2
，高温探头并没有从原理上解决超声波在高温下传播的问题，只解决了对探头的保护问题。也就是说，“更能耐受高温”不等同于“更能在高温材质中有效地传播信号”。

3
，被测面和被测材质，应现场判断。漆皮鼓包、内外壁不平行、强散射性材质等，导致无法测量，是很正常的事，不要试图解决。

4
，仪器厂商只能从仪器主机的性能功能上去考虑解决办法，比如：扫查、增益、读值保持、
A
扫、温度补偿系数，等

补充
1
：测量精度问题

v
 


仪器本身是个“计时器”，计时准确，则测量一定能准确。

v
 


单位：公制、英制、微秒。所以，高端仪器，通常都有“微秒”这个选项，这也体现了对超声测量的真正理解。

v
 


微秒分辨率
X
材料声速
——
这才是讨论仪器测量精度的基点。再考虑到探头晶振片振动效果的影响、以及“侧壁干扰”等超声波传递的物理特性，进口测厚仪的官方资料，从来不提“测厚误差”，只提“分辨率”。

补充
2
：关于电磁超声

v
 


考虑到耦合效果的影响，高温状态下（
400
度以上），电磁超声测厚仪，无需耦合剂，因此，是个相当不错的选择。

v
 


“
凡兴一利，必生一弊
”
，电磁超声，激励和拾取的，是横波信号，比起压电超声的纵波信号，在指向性差和抗干扰性方面，略有差异，因此，在管径较小、以及表面有漆或锈蚀的情况下，可能影响较大。这一点，使用者必须了解和理解。

结束语

v
 


产品问题，有三个层面，“质量性问题”、“适用性问题”、“应用性问题”。

v
 


物理原理，都是公开的、通用的。重点在于应用。尤其是在役设备的检测检查，这也正是，无损检查的专业性与魅力所在。

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