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技术常识

压电超声波高温测厚难点及释疑(二)

来源:时代集团 发布日期:2020-05-11 14:33:52

 

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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。

 

时代产品咨询热线:4008601787 010-62971700

 

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