超聲測厚應用需考慮的因素

在任意超聲測厚應用中，儀器和探頭的選擇取決于被測材料、厚度范圍、幾何形狀、溫度、精度要求以及可能存在的一些特殊條件。下面列出了需要考慮的主要因素： 

　　材料：被測的材料類型和厚度范圍在選擇儀器和探頭時是zui重要的因素。許多普通工程材料，包括大多數金屬、陶瓷和玻璃能夠很有效地傳播超聲，因此有一個很廣的厚度范圍可以很容易地被測量。大部分塑料會更快地吸收超聲能量，因此其zui大厚度范圍有更多的限制，但是在許多制造業情況依然能夠很容易地完成測量。橡膠、纖維玻璃和許多復合材料衰減更大而且經常需要具有優化低頻操作的脈沖/接收的高穿透力儀器。 

　　厚度：厚度范圍也影響該選擇的儀器和探頭類型。一般而言，薄材料用高頻探頭，厚的或衰減性材料用低頻探頭，延遲塊探頭用于非常薄的材料，雖然延遲塊探頭(和液浸探頭)由于多次界面回波的干擾在zui大可測厚度上會有更多的限制。在那些涉及到比較寬的厚度范圍并且/或者多層材料的情況下，可能需要不止一種類型的探頭。 

　　幾何形狀：當工件表面曲率增加時，在探頭和試塊間的耦合效果會降低，因此當曲率增加時，探頭尺寸一般都要減小。在一個半徑極小，尤其是凹面時，可能需要特殊的仿型延遲塊探頭或非接觸液浸探頭來達到適當的聲耦合。延遲式探頭和液浸式探頭也可用于凹槽、孔和限制性接觸的類似區域。 

　　溫度：常規接觸式探頭一般用于的表面溫度約為125° F或50° C。在更高溫度的材料上使用，大多數直接接觸式探頭可能會由于熱膨脹效應導致*性損壞。在那些應用中，應該一直使用帶有耐熱延遲線的延遲線探頭、液浸探頭或高溫雙晶探頭。 

　　相位顛倒：由低聲阻抗材料(密度乘聲速)粘合到高聲阻抗材料的特殊應用，典型例子包括在鋼或其他金屬的上的塑料、橡膠、玻璃的覆蓋層、以及在纖維玻璃上的聚合體覆蓋層。在這些情況下來自兩種材料界間的回波將會相位顛倒，或相對于空氣邊界的回波相位反向。這種情況通常建議在儀器上做簡單的設置改變，但是如果不把這一點考慮進去，讀數將是不準確的。 

　　精度：在一個給定的應用中，許多因素會影響測量的精度，包括正確的儀器校準、材料聲速的均勻性、聲衰減和散射、表面粗糙度、曲率、聲耦合不良、以及底面不平行度。在選擇儀器和探頭時所有這些因素都應該考慮進去。采用正確的校準，測量通常可達到精度為±0.001"或0.01mm，而且在某些應用中精度可達到0.0001"或0.001mm。在一個給定的應用中，精度通過使用知道厚度的參考試塊來確定。通常，使用延遲塊或液浸探頭的模式3來測量的儀器可zui地測得工件的厚度。