湖北 超声波测厚仪 金属测厚仪 钢管壁厚测量仪

1 概述：

本仪器是基于超声波测量技术的智能型超声波测厚仪，采用 新的高性能、低功耗微处理器技术，可以测量金属及其它多种材料的厚度，并可以对材料的超声波声速进行测量。此外，该仪器可以对生产设备中各种管道和压力容器进行监测，监测它们在使用过程中受腐蚀后的减薄程度，也可以对各种板材和各种加工零件作精确测量。本仪器可广泛应用于石油、化工、冶金、造船、航空、航天等各个领域。

2 产品简介

·适合测量金属(如钢、铸铁、铝、铜等)、塑料、陶瓷、玻璃、玻璃纤维及其他任何超声波的良导体的厚度。

·可配备多种不同频率，不同晶片尺寸的双晶探头使用。

·具有探头零点校准，两点校准功能，可对系统误差进行自动修正。

·已知厚度可以反测声速，以提高测量精度。

·具有耦合状态提示功能。

·有LED背光显示，方便在光线昏暗环境中使用。

·有剩余电量指示功能，可实时显示电池剩余电量。

·具有自动休眠、自动关机等节电功能。

·带有RS232接口，可以方便、快捷地与PC机进行数据交换，可以连接到微型打印机（厂家指定型号）打印测量报告。

·可选择配备微机软件，具有传输测量结果、测值存储管理、测值统计分析、打印测值报告等丰富功能。

·公制与英制一键转换。

·主机一年内出现质量问题，免费换新，终生免费维修。

2.1 工作原理：

本超声波测厚仪对厚度的测量，是由探头产生超声波脉冲透过耦合剂到达被测体，一部分超声波信号被物体底面反射，探头接收由被测体底面反射的回波，精确地计算超声波的往返时间，并按下式计算厚度值，再将计算结果显示出来。

H－测量厚度；V－超声波在该材料中的速度；

t－超声波在试件中往返一次的传播时间。

2.2仪器配置及探头选择：

表1-1 仪器配置

表1-2 探头选择

2.3使用环境：

环境温度：操作温度－20℃～50℃；相对湿度≤90％；

周围环境无强烈振动、无强磁场、无腐蚀性介质及严重粉尘。

3 结构与外观：

1—外壳  2—键盘  3—液晶屏  4—发射插座  5—接收插座

6—校准厚度块  7—铭牌  8—电池仓盖  9—超声探头

仪器长时间不使用时应将电池取出，以免电池漏液，腐蚀仪器盒与电极片。

注意：电池安装时的正负极性！极性颠倒可能导致仪器损坏！

3.1 键盘定义：

3.2 主显示界面：

仪器开机后会自动进入主显示界面，如下图所示：

耦合状态：探头与被测工件的耦合标志；

单位制式：mm、m/s（公制式），或者in、in/μs(英制式)；

电池电量：电池剩余电量显示；

信息显示：显示厚度测量值，以及简单的操作提示信息。

4测量与操作：

4.1 测量前准备：

新购仪器请参照仪器配置仔细核对仪器及附件，不全时请及时与厂家联系。

4.1.1 探头选择：

根据被测对象的厚度及形状，参考本手册1.4的表1-2来选择探头。

4.1.2 被测工件的表面处理：

若被测体表面很粗糙或锈蚀严重，请用以下方法处理：

（1）在被测体表面使用耦合剂；

（2）利用除锈剂、钢丝刷或砂纸处理被测体表面；

（3）在同一点附近进行多次测量。

4.2 仪器操作：

4.2.1 仪器开、关机：

（1）将探头插头插入仪器探头插座中；

（2）按键，伴随着开机蜂鸣声，仪器屏幕显示开机画面后自动进入测量界面，并显示当前仪器中设置的声速值，此时仪器的各参数为上次关机前使用的参数；

（3）在开机状态下，按键可以实现关机操作。

4.2.2 探头零点校准：

在每次更换探头、改变声速、更换电池、环境温度变化较大或者测量超出误差范围时应进行校准。此步骤对保证测量准确度十分关键。如有必要，可重复多次。步骤如下：

（1）按键，操作提示显示当前探头频率；

（2）按键及键，设定为正在使用的探头频率，设置探头类型时请参照表3-1；

表3-1  探头频率设置对应表

将耦合剂均匀涂于探头上，将探头与仪器上提供的标准试块（厚度4.0mm）表面紧密耦合（(4.0±0.1)mm，当声速为5920m/s时）；

（3）仪器显示校准测量值（(4.0±0.1)mm，当声速为5920m/s时），校准过程完毕。

注意：只限于将探头耦合在仪器面板上的标准试块上进行校准，而不得在其它任何试块上使用此键，否则将引起测量错误。

4.2.3 声速设置：

当已知材料的声速时，可以利用仪器提供的声速调节功能，并依据附表中的参考声速值，调整仪器的内置声速值。操作方法为：

（1）按键，进入仪器参数调整状态，此时屏幕上的“mm”或者“in”开始闪烁；

（2）再次按键，m/s或者in/μs开始闪烁；

（3）按键在仪器内置的声速值之间切换，或者按键及键修改声速值；

（4）按键结束仪器参数调整状态。

4.2.4 厚度测量：

将耦合剂均匀涂于被测区域，将探头与被测材料表面紧密耦合，屏幕将显示被测区域的测量厚度。当探头与被测材料良好耦合时，屏幕将显示耦合状态标志，移开探头后，耦合标志消失，厚度值保持。如果耦合标志闪烁或无耦合标志则表示耦合状况不好。

4.2.5 声速测量：

在被测材料的声速未知时，可利用仪器提供的声速测量功能计算材料的声速值。注意，利用这一功能时，请用户使用与被测材料同质并已知厚度的不同厚度三块试块。具体操作过程如下：

（1）首先进行一次探头零点校准；

（2）测量已知厚度试块的厚度值；

（3）按键，进入仪器参数调整状态，此时屏幕上的“mm”或者“in”开始闪烁；

（4）按键及键调整该测量值到实际已知厚度值；

（5）按键，m/s或者in/μs开始闪烁，仪器现在显示的声速即为计算后的声速测量值；

（6）重复上述1-5项过程记录下此数值，测量另外两块试块的声速值并记录下数值， 后取三个声速值的平均值即为该材料的声速值；

（7）再次按键结束仪器参数调整状态。

4.2.6 两点校准：

两点校准可以同时校准探头零点和材料声速，从而提高厚度测量精度。选择与被测物的材料、声速及曲率相同的两个标准试块，其中一个试块的厚度等于或略高于使用中实际测量范围的上限（试块A），另一个试块的厚度尽可能接近测量范围的下限（试块B）。操作步骤为：

（1）首先进行一次探头零点校准；

（2）测量试块A的厚度值；

（3）按键，进入仪器参数调整状态，此时屏幕上的“mm”或者“in”开始闪烁；

（4）按键及键调整该测量值到试块A的实际已知厚度值；

（5）按键，屏幕上显示“1OF2”的提示信息，提示继续测量下一个厚度值；

（6）测量试块B的厚度值；

（7）按键及键调整该测量值到试块B的实际已知厚度值；

（8）按键，m/s或者in/μs开始闪烁，仪器现在显示的声速即为计算后的声速测量值；

（9）再次按键结束仪器参数调整状态。

4.2.7 设置测厚模式：

该仪器有两种测厚模式：单点模式和扫描模式。单点模式：将仪器的探头耦合到被测工件上，仪器就会测出该点处的厚度。扫描模式：将探头耦合到工件上并沿工件表面移动，当探头被拿起时，仪器就会闪烁显示所扫查区域内的 小厚度值，5秒钟后停止闪烁（屏幕闪烁显示厚度值时，表示本次扫描测量尚未结束，可以继续测量）。单点模式的测量频率为每秒钟4次，扫描模式的测量频率为每秒钟10次，后者快于前者。

测厚模式的改变可以通过下面的操作来实现：按键改变当前设置，屏幕显示改变后的测厚模式，单点模式显示为：SCAN OFF，扫描模式显示为：SCAN ON。

4.2.8 设置测量精度：

对于 高分辨率为0.01mm的超声波测厚仪型号，用户可根据实际情况手动调整所需要的测量精度。在选择高精度时，要求被测工件的表面比较光滑，以便测量得到精确的数据。当测量粗糙表面或者粗晶材料时建议使用低精度。

设置方法：关机状态下，按住键的同时按下键，待仪器开机后再松开按键，仪器的显示分辨率会在0.1mm和0.01mm之间进行切换。

4.2.9 单位制式转换：

该仪器可以公制或者英制显示厚度和声速。在厚度测量过程中，按键可以在公制（厚度：mm，声速：m/s）和英制(厚度：in，声速：in/µs)之间进行切换。

4.2.10 存储功能：

（1）存储测量值：

仪器中将存储单元分成20个文件（F00-F19）,每个文件可存储 多100个厚度测量值。厚度测量后可直接按键将测量值存入当前文件中，如果要改变当前文件的名称，需要按下述步骤进行：

a.在厚度测量状态下，按键，屏幕显示当前文件名称（例如：F02）和当前文件中的记录总数；

b.按键及键改变当前文件名称；

c.按键结束操作。

存储厚度值时，如果当前文件中的记录总数已经达到100个，则仪器会自动取消本次存储操作，并且屏幕会显示“FULL”提示信息。

（2）清空文件：

如果要清空某个文件中的所有已存储内容，则需要按照下述步骤进行：

a.在厚度测量状态下，按键，屏幕显示当前文件名称和当前文件中的记录总数。

b.按键及键选择要清空的文件名称。

c.按键清空选定的文件，屏幕同时显示“-DEL”提示信息。

d.按键结束操作。

（3）查看/删除存储记录：

仪器中存储的厚度值可以调出查看，也可以删除某个厚度记录。操作方法如下：

a.在厚度测量状态下，按键，屏幕显示当前文件名称和当前文件中的记录总数。

b.按键及键选择要查看的记录所在的文件名称。

c.按键进入选定的文件。屏幕显示出该文件中的当前记录编号（如：L012），以及该记录的内容。

d.按键及键选择要查看的记录编号，该记录的内容和记录编号交替显示在屏幕上。

e.按键删除该记录。屏幕同时显示“-DEL”提示信息。

f.按或键结束操作。

4.2.11 厚度值打印：

可以通过打印线缆连接到微型打印机(厂家指定型号)打印厚度报告。将打印线缆的一端的圆形插头插入主机的RS232通信插座中,将另一端插头插入微型打印机的通讯口。然后：

（1）将仪器和微型打印机上电开机。

（2）在厚度测量状态下，按键，屏幕显示当前文件名称和当前文件中的记录总数。

（3）按键及键选择要打印的文件名称。

（4）按键打印选定的文件。

4.2.12 警示声音设置：

设为【开】时，在每次按键、测量完成、测量值超出测量范围、删除数据等情况下蜂鸣器都会长鸣一声。

警示声音设置的改变可以通过下面的操作来实现：在厚度测量模式下，按键改变当前设置，屏幕显示警示声音当前设置，【开】显示为：BEEP ON，【关】显示为：BEEP OFF。

4.2.13 EL背光：

按键可以打开或者关闭背光。

仪器液晶屏带有EL背光功能，以便在光线昏暗处可以读取测量值。由于背光打开后，仪器功耗明显增加，所以请在必要的时候才打开背光，以节约用电，延长电池使用时间。

4.2.14 电池电量指示：

仪器主机内装有串联连接的2节AA碱性电池。电池电量充足时，电量指示符号满格显示；电池用过一段时间后，电池符号会显示为非满格；电池接近用完时，电池符号会闪动显示，此时应该立即更换电池。

4.2.15关机方式：

l 仪器具有自动关机功能，以节省电池电能。

l 如果在5分钟内既没有测量，也没有任何按键操作，仪器会自动关机，在关机前液晶屏幕会闪烁显示20秒，这时按除键外的任意键，或者进行一次测量操作，都可以使液晶屏幕停止闪动并停止关机操作。当电池电压过低时，仪器会自动关机。

4.2.16 恢复出厂设置：

开机时，按住键的同时按下键，仪器的所有测量参数和系统设置将恢复到出厂状态，仪器内部存储的测量数据也将同时被清空。按键结束操作。

4.2.17 与PC机通讯：

将通讯电缆一端的圆形插头插入主机通讯板上的RS232通信插座中,将另一端插头插入计算机的串行口（COM）中。在PC机上运行DataPro数据管理软件，按照DataPro 数据管理软件操作手册的指引，可以对仪器内存储的数据 到PC机中，并可以进行后续的数据处理、保存、打印等操作。

5 测量中的几种方法：

l （1）单点测量法：在被测体上任一点，利用探头测量，显示值即为厚度值；

l （2）两点测量法：在被测体的同一点用探头进行二次测量，在二次测量中，探头的分割面成90º，取其中的较小值为厚度值；

l （3）多点测量法：在直径约为30 mm的圆内进行多次测量，取其 小值为厚度值；

l （4）连续测量法：用单点测量法，沿指定线路连续测量，其间隔不小于5 mm ，取其中 小值为被测体厚度值；

l （5）管壁测量时，探头分割面可分别沿管材的轴线或垂直管材的轴线测量。若管径大时，测量应在垂直轴线的方向测量；管径小时，应在两个方向测量，取其中 小值为厚度值。

6 维护及注意事项：

6.1 电源检查：

电池容量接近用完或用完时，应该及时更换电池，以免影响测量精度。仪器长时间不使用时应将电池取出，以免电池漏液，腐蚀仪器盒与电极片。

注意：电池安装时的正负极性！极性颠倒可能导致仪器损坏！

6.2 一般注意事项：

l （1）应避免仪器及探头受到强烈震动；

l （2）避免仪器置于过于潮湿的环境中；

l （3）插拔探头时，应捏住活动外套沿轴线用力，不可旋转插头，以免损坏探头电缆芯线；

l （4）油、灰尘的附着会使探头线逐渐老化、断裂，使用后应清除污垢。

6.3 测量中注意事项：

l （1）测量时，只有出现耦合标志并稳定时，才是良好的测量；

l （2）若被测体表面有大量耦合剂时，当探头离开被测体表面时，耦合剂会引起误测。因此测量结束时，应迅速将探头移开被测体表面；

l （3）探头表面为树脂，对粗糙表面的重划很敏感，因此在使用中应轻按，测粗糙表面时，尽量减少探头在工作表面的划动；

l （4）常温测量时，被测物表面不应超过50℃，否则探头不能再用；

l （5）若探头磨损，测量会出现示值不稳，此时应更换探头。

6.4 标准试块的清洁：

由于使用标准试块对仪器进行校准时，需涂耦合剂，所以请注意试块的防锈。使用后将标准试块擦干净。气温较高时不要沾上汗液。长期不使用应在随机试块表面涂上少许油脂防锈，当再次使用时，将油脂擦净后，即可进行正常工作。

6.5 机壳的清洁：

酒精、稀释液等对机壳尤其是视窗有腐蚀作用，故清洗时，用少量清水轻轻擦拭即可。

6.6 仪器维修：

当仪器出现非正常现象（如仪器损坏，不能测量；液晶显示不正常；正常使用时，误差过大；键盘操作失灵或混乱等）时，请用户不要拆卸或调节任何固定装配零部件，请填妥保修卡后，交由我公司维修部门，进行维修。

7 贮存与运输条件：

l 贮存时应远离振动、强磁场、腐蚀性介质、潮湿、尘埃，应在常温下贮存。

l 运输时在保证原包装的状态下，可在三级公路条件下进行。

附录A 超声测厚中的常见问题与处理方法

A.1 表面状况对测量结果的影响：

A.1.1 表面覆盖物：

测量前应清除被测物体表面所有的灰尘、污垢及锈蚀物，铲除油漆等覆盖物。

A.1.2 粗糙表面：

过于粗糙的表面会引起测量误差，甚至仪器无读数。测量前应尽量使被测材料表面光滑，可使用磨、抛、锉等方法使其光滑。还可使用高粘度耦合剂。

A.1.3 粗加工表面：

粗加工表面（如车床或刨床）所造成的有规则的细槽也会引起测量误差，处理方法同上。另外调整超声探头串音隔层板（穿过探头底面中心的金属薄层）与被测材料细槽之间的夹角，使隔层板与细槽相互垂直或平行，取读数中的 小值作为测量厚度，可取得较好效果。

A.1.4 圆柱型表面：

测量圆柱型材料，如管子、油桶等，正确选择探头串音隔层板与被测材料轴线之间的夹角至关重要。简单地说，将探头与被测材料耦合，探头串音隔层板与被测材料轴线平行或垂直，沿与被测材料轴线方向垂直地缓慢摇动探头，屏幕上的读数将有规则地变化，选择读数中的 小值，作为材料的测量厚度。

根据材料的曲率正确选择探头串音隔层板与被测材料轴线夹角方向。直径较大的管材，选择探头串音隔层板与管子轴线垂直；直径较小的管材，则选择与管子轴线平行和垂直两种测量方法，取读数中的 小值作为测量厚度。

A.1.5 复合外形：

当测量复合外形的材料（如管子弯头处）时可采用上文介绍的方法，所不同的是要进行二次测量，分别读取探头串音隔层板与轴线垂直和平行的两个数值，其较小的一个数作为该材料在测量点处的厚度。

A.1.6 不平行表面：

为了得到稳定、可靠的厚度测量值，被测材料的另一表面必须与被测面平行或同轴，否则将引起较大测量误差或根本无读数显示。

A.2 温度对测量结果的影响：

材料的厚度与超声波在材料中的传播速度均受温度的影响。对测量精度要求较高时，可采用试块对比法，即用相同材料、近似厚度的试块在相同温度条件下进行测量，并求得温度补偿系数，用此系数修正被测工件的测量值。

A.3 材料衰减对测量结果的影响：

对于一些如纤维、多孔、粗晶等材料，它们会造成超声波的大量散射和能量衰减，以致可能使仪器出现反常的读数甚至无读数（通常反常的读数小于实际厚度）。在这种情况下，该材料不适于用此测厚仪进行厚度测量。

A.4 参考试块的使用：

对不同材料在不同条件下进行精确测量，校准试块的材料越接近于被测材料，测量就越精确。理想的参考试块将是一组被测材料的不同厚度的试块，试块能提供仪器补偿校正因素（如材料的微观结构、热处理条件、粒子方向、表面粗糙等）。为了满足 精度测量的要求，一套参考试块将是很重要的。

在大部分情况下，只要使用一个参考试块就能得到令人满意的测量精度，这个试块应具有与被测材料相同的材质和相近的厚度。取均匀被测材料用千分尺测量后就能作为一个试块。

对于薄材料，在它的厚度接近于探头测量下 ，可用试块来确定准确的低限。不要测量低于下限厚度的材料。如果一个厚度范围是可以估计的，那么试块的厚度应选上限值。

当被测材料较厚时，特别是内部结构较为复杂的合金等，应在一组试块中选择一个接近被测材料的，以便于掌握校准。

大部分锻件和铸件的内部结构具有方向性，在不同的方向上，声速将会有少量变化，为了解决这个问题，试块应具有与被测材料相同方向的内部结构，声波在试块中的传播方向也要与在被测材料中的方向相同。

在一定情况下，查已知材料的声速表，可代替参考试块，但这只是近似地代替一些参考试块，在一些情况下，声速表中的数值与实际测量有别，这是因为材料的物理及化学情况有异。这种方法常被用来测低碳钢，但只能作为粗略测量。