1 概述

本儀器是智能型超聲波測厚儀，采用的高性能、低功耗微處理器技術(shù)，基于超聲波測量原理，可以測量金屬及其它多種材料的厚度，并可以對材料的聲速進行測量?？梢詫ιa(chǎn)設(shè)備中各種管道和壓力容器進行監(jiān)測，監(jiān)測它們在使用過程中受腐蝕后的減薄程度，也可以對各種板材和各種加工零件作精確測量。本儀器可廣泛應用于石油、化工、冶金、造船、航空、航天等各個領(lǐng)域。

1.1技術(shù)參數(shù):

1.2 主要功能

適合測量金屬(如鋼、鑄鐵、鋁、銅等)、塑料、陶瓷、玻璃、玻璃纖維及其他任何超聲波的良導體的厚度；

可配備多種不同頻率、不同晶片尺寸的雙晶探頭使用；

已知厚度可以反測聲速，以提高測量精度；

具有耦合狀態(tài)提示功能；

有EL背光顯示，方便在光線昏暗環(huán)境中使用；

有剩余電量指示功能，可實時顯示電池剩余電量；

具有自動休眠、自動關(guān)機等節(jié)電功能；

小巧、便攜、可靠性高，適用于惡劣的操作環(huán)境，抗振動、沖擊和電磁干擾；

1.3 工作原理

本超聲波測厚儀對厚度的測量，是由探頭產(chǎn)生超聲波脈沖透過耦合劑到達被測體，一部分超聲信號被物體底面反射，探頭接收由被測體底面反射的回波，精確地計算超聲波的往返時間，并按下式計算厚度值，再將計算結(jié)果顯示出來。

式中： H－測量厚度； v－材料聲速；

t－超聲波在試件中往返一次的傳播時間。

表1.2 探頭選擇

1.4 工作條件

環(huán)境溫度：操作溫度－20℃～＋50℃；存儲溫度：-30℃～＋70℃

相對濕度≤90％；

周圍環(huán)境無強烈振動、無強烈磁場、無腐蝕性介質(zhì)及嚴重粉塵。

2 結(jié)構(gòu)與外觀

1 外殼  2 鍵盤  3液晶屏 4發(fā)射插座 5接收插座

6 校準厚度塊  10超聲探頭（簡稱探頭）

2.1主顯示界面

儀器開機后會自動進入主顯示界面，如下圖所示：

耦合狀態(tài)：探頭與被測工件的耦合狀態(tài)

單位制式：MM、M/S（公制時）

電池電量：電池剩余電量顯示

信息顯示：顯示厚度測量值，以及簡單的操作提示信息。

2.2鍵盤定義

	儀器開關(guān)鍵		菜單鍵
	數(shù)字增加鍵/向上鍵/常用聲速切換鍵		取消鍵/測聲速測厚模式切換鍵
			校準鍵/確認鍵
	位數(shù)選擇鍵		數(shù)字減小鍵/向下鍵/數(shù)據(jù)保存鍵

3 測量前的準備

3.1 儀器準備

新購儀器請參照裝箱單仔細查對儀器及附件，不全時請及時與廠家聯(lián)系。

3.2 探頭選擇

根據(jù)被測對象的厚度及形狀來選擇探頭。

選擇的依據(jù)請參考本手冊1.4的表1.2：探頭選擇。

3.3 被測工件的表面處理

若被測體表面很粗糙或銹蝕嚴重，請用以下方法處理：

在被測體表面使用耦合劑；

利用除銹劑、鋼絲刷或砂紙?zhí)幚肀粶y體表面

在同一點附近多次測量

4 儀器使用

4.1 儀器開、關(guān)機

1) 將探頭插頭插入儀器探頭插座中；

2) 按鍵，儀器屏幕顯示開機畫面后自動進入測量界面，并顯示當前儀器中設(shè)置的聲速值，此時儀器的各參數(shù)為上次關(guān)機前使用的參數(shù)；

在開機狀態(tài)下，按鍵可以實現(xiàn)關(guān)機操作。

4.2 探頭零點校準

在每次更換探頭、改變聲速、更換電池、環(huán)境溫度變化較大或者測量出現(xiàn)偏差時應進行探頭校準。此步驟對保證測量準確度十分關(guān)鍵。如有必要，可重復多次。步驟如下：

1) 測量儀器上提供的標準試塊（(4.00±0.01)mm，當聲速為5920m/s時）；

2) 儀器顯示校準測量值（(4.00±0.01)mm，當聲速為5920m/s時），校準過程完畢。

注意！

（1）校準操作前，請先確認是否退出了聲速修改模式，在聲速修改模式時儀器不可進行校準操作。

（2）只限于將探頭耦合在儀器面板上的標準試塊上進行校準，而不得在其它任何試塊上使用此鍵，否則將引起測量錯誤。

4.3 聲速設(shè)置

當已知材料的聲速時，可以利用儀器提供的聲速調(diào)節(jié)功能，并依據(jù)附表中的參考聲速值，調(diào)整儀器的內(nèi)置聲速值。操作方法為：

方式1

（1）在測厚模式下，按鍵，或按鍵，進入聲速調(diào)整。

（2）按鍵，或按鍵在修改聲速值；

（3）修改完成聲速值后請退出聲速修改模式

方式2

（1）在測厚模式下直接按鍵，選擇常用聲速

4.4 聲速測量

在被測材料的聲速未知時，可利用儀器提供的聲速測量功能計算材料的聲速值。請注意，利用這一功能時，請用戶使用與被測材料同質(zhì)并已知厚度的試塊。具體操作過程如下：

1) 首*行一次探頭零點校準（探頭沒有校準前無法進入測聲速模式）

2) 在測厚模式下，按鍵，切換到聲速測量模式；

3) 在測聲速模式下，按鍵，或按鍵，進入工件厚度調(diào)整；

4) 按鍵，或按鍵在修改工件厚度值。

5) 按鍵，確認工件聲速，并自動返回到測厚模式。

4.5厚度測量

將耦合劑均勻涂于被測區(qū)域，將探頭與被測材料表面緊密耦合，屏幕將顯示被測區(qū)域的測量厚度。當探頭與被測材料良好耦合時，屏幕將顯示耦合標志，如果耦合標志閃爍或無耦合標志則表示耦合狀況不好。移開探頭后，耦合標志消失，厚度值保持。

4.6 存儲功能

4.6.1 存儲測量值

儀器中最多40個厚度測量值。厚度測量后可直接按鍵將測量值存入當前文件中；如果要需要查看厚度值可以在菜單中查看，方式如下

1) 在厚度測量狀態(tài)下，按鍵，進入菜單；

2) 按鍵，選擇到查看數(shù)據(jù)選項。

3) 按鍵查看之前保存的測厚數(shù)據(jù)。

4) 按鍵，或按鍵可以查看40個測厚值。

存儲厚度值時，如果當前文件中的記錄總數(shù)已經(jīng)達到40個，則儀器會自動循環(huán)保存測厚數(shù)據(jù)。

4.7 背光功能

儀器液晶屏帶有EL背光功能，以便在光線昏暗處可以閱讀測量值。由于背光打開后，儀器功耗明顯增加，所以請在必要的時候才打開背光，以節(jié)約用電，延長電池使用時間。

在厚度測量狀態(tài)下，按鍵，進入菜單 可以設(shè)置背光開關(guān)。

4.8 電池電量指示

儀器主機內(nèi)裝有串聯(lián)連接的2節(jié)AA尺寸（5號）堿性電池。電池電量充足時，電量指示符號滿格顯示；電池用過一段時間后，電池符號會顯示為非滿格；電池接近用完時，電池符號會閃動顯示 ，此時應該立即更換電池。

4.11 自動關(guān)機

儀器具有自動關(guān)機功能，以節(jié)省電池電能。

在菜單選項中有設(shè)置自動關(guān)機   

0分為關(guān)閉自動關(guān)機功能；

3分為在無操作且未檢測到物體時3分鐘后儀器將自動關(guān)機；

6分為在無操作且未檢測到物體時6分鐘后儀器將自動關(guān)機；

9分為在無操作且未檢測到物體時9分鐘后儀器將自動關(guān)機；

當電池電壓過低時，儀器會自動關(guān)機。

5 測量應用技術(shù)

5.1 測量方法

單點測量法：在被測體上任一點，利用探頭測量，顯示值即為厚度值。

兩點測量法：在被測體的同一點用探頭進行二次測量，在二此測量中，探頭的分割面成90o，較小值為厚度值。

多點測量法：在直徑約為30 mm的圓內(nèi)進行多次測量，取其最小值為厚度值。

連續(xù)測量法：用單點測量法，沿線路連續(xù)測量，其間隔不小于5 mm ，取其中最小值為被測體厚度值。

5.2管壁測量法

測量時，探頭分割面可分別沿管材的軸線或垂直管材的軸線測量。若管徑大時，測量應在垂直軸線的方向測量；管徑小時，應在二方向測量，取其中最小值為厚度值。

6維護及注意事項

6.1 電源檢查

   電池容量接近用完或用完時，應該及時更換電池，以免影響測量精度。儀器長時間不使用時應將電池取出，以免電池漏液，腐蝕儀器盒與電極片。

注意電池安裝時的正負極性！極性顛倒可能導致儀器損壞！

6.2 一般注意事項

應避免儀器及探頭受到強烈震動；

避免儀器置于過于潮濕的環(huán)境中；

插拔探頭時，應捏住活動外套沿軸線用力，不可旋轉(zhuǎn)探頭，以免損壞探頭電纜芯線。

油、灰塵的附著會使探頭線逐漸老化、斷裂，使用后應清除纜線上的污垢。

6.3 測量中注意事項

測量時，只有出現(xiàn)耦合圖標并穩(wěn)定時，才是良好的測量；

若被測體表面有大量耦合劑時，當探頭離開被測體表面時，耦合劑會引起誤測。因此測量結(jié)束時，應迅速將探頭移開被測體表面。

探頭表面為丙烯樹脂，對粗糙表面的重劃很敏感，因此在使用中應輕按；測粗糙表面時,盡量減少探頭在工作表面的劃動。

常溫測量時，被測物表面不應超過60℃，否則探頭不能再用。

若探頭磨損，測量會出現(xiàn)示值不穩(wěn)，此時應更換探頭。

6.4 標準試塊的清潔

由于使用標準試塊對儀器進行校準時，需涂耦合劑，所以請注意試塊的防銹。使用后將標準試塊擦干凈。氣溫較高時不要沾上汗液。長期不使用應在隨機試塊表面涂上少許油脂防銹，當再次使用時，將油脂擦凈后，即可進行正常工作。

6.5 機殼的清潔

酒精、稀釋液等對機殼尤其是視窗有腐蝕作用，故清洗時，用少量清水輕輕擦拭即可。

6.6 儀器維修

當儀器出現(xiàn)非正?，F(xiàn)象（如儀器損壞，不能測量；液晶顯示不正常；正常使用時，誤差過大；鍵盤操作失靈或混亂等）時，請用戶不要拆卸或調(diào)節(jié)任何固定裝配之零部件，請?zhí)钔妆Ｐ蘅ê?，交由我公司維修部門，執(zhí)行保修條例。

7 貯存與運輸條件

貯存時應遠離振動、強烈磁場、腐蝕性介質(zhì)、潮濕、塵埃，應在常溫下貯存。

運輸時在保證原包裝的狀態(tài)下，可在三級公路條件下進行。

附錄A材料聲速

注：所列的聲速均為近似值，僅供參考。

附錄B 超聲測厚中的常見問題與處理方法

B.1 表面狀況對測量結(jié)果的影響

B.1.1 表面覆蓋物

測量前應清除被測物體表面所有的灰塵、污垢及銹蝕物，鏟除油漆等覆蓋物。

B.1.2 粗糙表面

過于粗糙的表面會引起測量誤差，甚至儀器無讀數(shù)。測量前應盡量使被測材料表面光滑，可使用磨、拋、銼等方法使其光滑。還可使用高粘度耦合劑。

B.1.3 粗加工表面

粗加工表面（如車床或刨床）所造成的有規(guī)則的細槽也會引起測量誤差，處理方法同上。另外調(diào)整超聲探頭串音隔層板（穿過探頭底面中心的金屬薄層）與被測材料細槽之間的夾角，使隔層板與細槽相互垂直或平行，取讀數(shù)中的最小值作為測量厚度，可取得較好效果。

B1.4 圓柱型表面

測量圓柱型材料，如管子、油桶等，正確選擇探頭串音隔層板與被測材料軸線之間的夾角至關(guān)重要。簡單地說，將探頭與被測材料耦合，探頭串音隔層板與被測材料軸線平行或垂直，沿與被測材料軸線方向垂直地緩慢搖動探頭，屏幕上的讀數(shù)將有規(guī)則地變化，選擇讀數(shù)中的最小值，作為材料的測量厚度。

根據(jù)材料的曲率正確選擇探頭串音隔層板與被測材料軸線夾角方向。直徑較大的管材，選擇探頭串音隔層板與管子軸線垂直；直徑較小的管材，則選擇與管子軸線平行和垂直兩種測量方法，取讀數(shù)中的最小值作為測量厚度。

B1.5 復合外形

當測量復合外形的材料（如管子彎頭處）時可采用上文介紹的方法，所不同的是要進行二次測量，分別讀取探頭串音隔層板與軸線垂直和平行的兩個數(shù)值，其較小的一個數(shù)作為該材料在測量點處的厚度測量值。

B1.6 不平行表面

為了得到穩(wěn)定、可靠的厚度測量值，被測材料的另一表面必須與被測面平行或同軸，否則將引起較大測量誤差或根本無讀數(shù)顯示。

B.2 溫度對測量結(jié)果的影響

材料的厚度與超聲波在材料中的傳播速度均受溫度的影響。對測量精度要求較高時，可采用試塊對比法，即用相同材料、近似厚度的試塊在相同溫度條件下進行測量，并求得溫度補償系數(shù)，用此系數(shù)修正被測工件的測量值

B.3材料衰減對測量結(jié)果的影響

對于一些如纖維、多孔、粗晶等材料，它們會造成超聲波的大量散射和能量衰減，以致可能使儀器出現(xiàn)反常的讀數(shù)甚至無讀數(shù)（通常反常的讀數(shù)小于實際厚度）。在這種情況下，該材料不適于用此測厚儀進行厚度測量。

B.4 參考試塊的使用

對不同材料在不同條件下進行精確測量，校準試塊的材料越接近于被測材料，測量就越精確。理想的參考試塊將是一組被測材料的不同厚度的試塊，試塊能提供儀器補償校正因素（如材料的微觀結(jié)構(gòu)、熱處理條件、粒子方向、表面粗糙等）。為了滿足精度測量的要求，一套參考試塊將是很重要的。

在大部分情況下，只要使用一個參考試塊就能得到令人滿意的測量精度，這個試塊應具有與被測材料相同的材質(zhì)和相近的厚度。取均勻被測材料用千分尺測量后就能作為一個試塊。

對于薄材料，在它的厚度接近于探頭測量下*，可用試塊來確定準確的低限。不要測量低于下限厚度的材料。如果一個厚度范圍是可以估計的，那么試塊的厚度應選上限值。

當被測材料較厚時，特別是內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復雜的合金等，應在一組試塊中選擇一個接近被測材料的，以便于掌握校準。

大部分鍛件和鑄件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有方向性，在不同的方向上，聲速將會有少量變化，為了解決這個問題，試塊應具有與被測材料相同方向的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，聲波在試塊中的傳播方向也要與在被測材料中的方向相同。

在一定情況下，查已知材料的聲速表，可代替參考試塊，但這只是近似地代替一些參考試塊，在一些情況下，聲速表中的數(shù)值與實際測量有別，這是因為材料的物理及化學情況有異。這種方法常被用來測低碳鋼，但只能作為粗略測量。

本測厚儀具有測量聲速的功能，故可先測量出聲速，再以此聲速對工件進行測量。

B.5 鑄件測量 

鑄件測量有其特殊性。鑄件材料的晶粒比較粗大，組織不夠致密，再加上往往處于毛面狀態(tài)就進行測量，因此使測量遇到較大的困難。

首先是晶粒的粗大和組織不致密性造成聲能的極大衰減，衰減是由材料對聲能的散射和吸收造成的。衰減的程度與晶粒尺寸和超聲頻率是有密切關(guān)系的，相同頻率下衰減隨晶粒直徑的增大而增大，但有一點，超過這一點，晶粒直徑再增大，衰減基本趨于一個固定值。對于不同頻率的探頭，衰減隨頻率的增大而增大。

其次，當晶粒粗大和鑄造中存在粗大異相組織時，將對超聲信號產(chǎn)生異常反射，產(chǎn)生草狀回波或樹狀回波，使測厚結(jié)果出現(xiàn)錯誤讀數(shù)，造成誤判。

另外，隨著晶粒的粗大，金屬結(jié)晶方向上的各向異性表現(xiàn)得更為顯著，從而使不同方向上的聲速造成差異，差異甚至可達5.5%。而且工件內(nèi)不同位置上組織的致密性也不一致，這也將造成聲速的差異。這些因素都將引起測量結(jié)果的不準確。因此對鑄件測量要特別小心。

對鑄件測量時應注意：

在測量表面粗糙的鑄件時，必須采用粘度較大的機油、黃油等作耦合劑。

建議用與待測物相同的材料，測量方向與待測物也相同的試塊來校準材料的聲速。

必要時可進行兩點校準。

B.6 減小測量誤差的方法

B.6.1 超薄材料

使用任何超聲波測厚儀，當被測材料的厚度降到探頭使用下限以下時，將導致測量誤差，必要時，最小極限厚度可用試塊比較法測得。

當測量超薄材料時，有時會發(fā)生一種稱為“雙重折射”的錯誤結(jié)果，它的現(xiàn)象為：顯示讀數(shù)是實際厚度的二倍；另一種錯誤結(jié)果被稱為“脈沖包絡(luò)、循環(huán)跳躍”，它的現(xiàn)象是測量值大于實際厚度，為防止這類誤差，測臨界薄材料時應反復測量核對。

B.6.2銹斑、腐蝕凹坑等

被測材料另一表面的銹斑凹坑（很小的銹點有時是很難發(fā)現(xiàn)的）等將引起讀數(shù)無規(guī)則地變化，在情況下甚至無讀數(shù)。當發(fā)現(xiàn)凹坑或感到懷疑時，對這個區(qū)域的測量就得十分小心，可選擇探頭串音隔層板不同角度的定位來作多次測試。

B6.3 材料識別錯誤

當用一種材料校正了儀器后，又去測量另一種材料時，將發(fā)生錯誤的結(jié)果，應注意選擇正確的聲速。

B6.4 探頭的磨損

探頭表面為丙烯樹脂，長期使用會使其粗糙度增高，導致探頭靈敏度下降，如果探頭磨損嚴重導致測量結(jié)果誤差較大，可用砂紙或油石少量打磨探頭表面使其平滑并保證平行度。如測值仍不穩(wěn)定，則需更換探頭。

B6.5 多層材料、復合材料

要測量結(jié)合面不緊密的多層材料是不可能的，因超聲波無法穿透未經(jīng)耦合的結(jié)合面。因為超聲波不能在復合材料中以勻速傳播，所以用超聲反射原理測量厚度的儀器均不適于測量多層材料和復合材料。

B6.6 金屬表面氧化層的影響

有些金屬可能在其表面產(chǎn)生較致密的氧化層，例如鋁等，這層氧化層與基體間結(jié)合緊密，無明顯界面，但超聲波在這兩種物質(zhì)中的傳播速度是不同的，故會造成測量誤差，且氧化層厚度不同誤差的大小也不同。請用戶在使用時注意這種情況?？梢栽谕慌粶y材料中選擇一塊制成樣塊，用千分尺或卡尺測量測量其厚度，并用該樣塊對儀器進行校準。

B6.7 反常的厚度讀數(shù)

操作者應具備辨別反常讀數(shù)的能力，通常銹斑、腐蝕凹坑、被測材料內(nèi)部缺陷都將引起反常讀數(shù)。解決辦法可參考本手冊的有關(guān)章節(jié)。

B6.8 耦合劑的選擇和使用

耦合劑是用來作為探頭與被測材料之間的超聲信號傳播載體。如果耦合劑的種類或使用方法不當將有可能造成較大誤差，或者耦合標志閃爍，測值無法穩(wěn)定。耦合劑應適量使用，涂沫均勻。

選擇合適類型的耦合劑非常重要。當使用在光滑材料表面時，可以使用低粘度的耦合劑（如隨機配置的耦合劑、輕機油等）；當使用在粗糙材料表面，或垂直表面及頂面時，需要使用粘度較高的耦合劑（如甘油膏、黃油、潤滑脂等）。

儀器配置清單

用 戶 須 知

一、用戶購買本公司產(chǎn)品后，請認真填寫《保修登記卡》，并將加蓋用戶單位公章的《保修登記卡》和購買儀器發(fā)票復印件寄回本公司客戶服務中心，也可委托售機單位代寄。手續(xù)不全時，只能維修不予保修。

二、本公司產(chǎn)品從用戶購置之日起，一年內(nèi)出現(xiàn)質(zhì)量故障（非保修件除外），請憑“保修卡”或購機發(fā)票復印件與本公司儀器服務部聯(lián)系，可免費維修。保修期內(nèi)，不能出示保修卡或購機發(fā)票復印件，本公司按出廠日期計算保修期，期限為二年。

三、超過保修期的本公司產(chǎn)品出現(xiàn)故障，可以交由本公司儀器服務部維修產(chǎn)品，按公司規(guī)定收取維修費用。

四、公司定型產(chǎn)品外的“特殊配置”（非標配傳感器、加長電纜、專用軟件等），按有關(guān)標準收取費用。

五、凡因用戶自行拆裝本公司產(chǎn)品、因運輸、保管不當或未按產(chǎn)品說明書正確操作造成產(chǎn)品損壞，以及私自涂改保修卡，無購貨憑證，本公司均不能予以保修。

六、請按照使用說明正確使用，如發(fā)現(xiàn)異常，請停止使用并與我公司聯(lián)系