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        技術常識

        壓電超聲波高溫測厚難點及釋疑(二)

        來源:時代集團 發布日期:2020-05-11 14:33:52

         

        ★文中觀點,歡迎討論交流    calvinhiker@126.com

        ★如需轉載引用,請注明作者和出處

         

        數字化增益調節與屏蔽條

        v   一般的分檔調節增益,在底波信號變強的同時,散射的干擾信號也在變大,因此,最好能進行增益的數字化調節(而不是粗略的分檔調節),這樣,能“剛剛好”地把底波信號調到可被捕捉的強度、同時干擾信號還不足以影響測量。 數字化增益調節 應運而生。

        v   更進一步,最好能把干擾信號屏蔽掉,這叫“屏蔽條調節”。( blank

         

        關于溫度補償

        v   如前所述,同一種材質,受溫度的影響,介質熱運動以及吸能效果,會導致聲速隨溫度變化。

        v   關于這一點,目前沒有太多數據或文獻,僅知,特定條件下,聲速與溫度的變化關系為:每百度下降 1% 。 ---- 僅供參考。

        v   為了方便應用,有儀器增加了 溫度補償系數 這個功能,供使用者自行調節。

         

        實測中的要點

        1 ,選擇合適的耦合劑。測量前,耦合劑應涂抹在探頭底面, 然后迅速對被測位置進行 “點測 ,一接觸上,馬上移開探頭(不要因為沒出現信號或者讀值,就使勁按壓,這樣沒有用,其時耦合劑早已干結)。移開探頭后,馬上用棉紗布將被測點和探頭底面擦凈,避免耦合劑被測面和探頭底面形成結垢、影響下一次的耦合。

        2 ,對于彎道和彎頭部位,應在 90 度外凸處和側面各測一次,以供驗證。

        3 ,通過多次的現場實測,目前,各種讀數型儀器(包括進口的)、各種探頭(即便是標稱到 500℃ 的探頭),在 350℃ 以上的表面(用紅外測溫儀測量),都難以實現有效測量。

         

        市場現狀

        v   通常的誤解:看到標稱 500℃ 的探頭就認為能測量,沒有認識到,真正的關鍵點在于,儀器對信號的處理能力;

        v   用戶購買了這樣的探頭,即便不能測量,也不會再說什么,因為,在他看來,他已經盡力了、已經買了最好的儀器(進口的)、用了最好的探頭。

        v   以上兩點,掩蓋了這樣一個事實: 標稱 500℃ 的探頭并不能真的測量 500℃ 的高溫表面、并沒有真正改善高溫狀態下超聲傳播特性”。

        v   于是,“后來者”繼續去尋找“進口 500 ℃ 高溫探頭”,這就是市場現狀。

        v   我們建議:“眼見為實”,在購買之前,現場實證。拿紅外測溫儀測量一下表面溫度,就在那個 500 ℃ 的位置進行測厚,看看效果究竟如何。

         

        總 結

        1 ,耦合效果很重要。高溫下,耦合劑中水分的瞬間蒸發,造成耦合劑干結、碳化,使 耦合 失效。

        2 ,高溫探頭并沒有從原理上解決超聲波在高溫下傳播的問題,只解決了對探頭的保護問題。也就是說,“更能耐受高溫”不等同于“更能在高溫材質中有效地傳播信號”。

        3 ,被測面和被測材質,應現場判斷。漆皮鼓包、內外壁不平行、強散射性材質等,導致無法測量,是很正常的事,不要試圖解決。

        4 ,儀器廠商只能從儀器主機的性能功能上去考慮解決辦法,比如:掃查、增益、讀值保持、 A 掃、溫度補償系數,等

         

        補充 1 :測量精度問題

        v   儀器本身是個“計時器”,計時準確,則測量一定能準確。

        v   單位:公制、英制、微秒。所以,高端儀器,通常都有“微秒”這個選項,這也體現了對超聲測量的真正理解。

        v   微秒分辨率 X 材料聲速 —— 這才是討論儀器測量精度的基點。再考慮到探頭晶振片振動效果的影響、以及“側壁干擾”等超聲波傳遞的物理特性,進口測厚儀的官方資料,從來不提“測厚誤差”,只提“分辨率”。

         

        補充 2 :關于電磁超聲

        v   考慮到耦合效果的影響,高溫狀態下( 400 度以上),電磁超聲測厚儀,無需耦合劑,因此,是個相當不錯的選擇。

        v   凡興一利,必生一弊 ,電磁超聲,激勵和拾取的,是橫波信號,比起壓電超聲的縱波信號,在指向性差和抗干擾性方面,略有差異,因此,在管徑較小、以及表面有漆或銹蝕的情況下,可能影響較大。這一點,使用者必須了解和理解。

         

        結束語

        v   產品問題,有三個層面,“質量性問題”、“適用性問題”、“應用性問題”。

        v   物理原理,都是公開的、通用的。重點在于應用。尤其是在役設備的檢測檢查,這也正是,無損檢查的專業性與魅力所在。

         

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