超聲波測(cè)厚儀是根據(jù)超聲波脈沖反射原理來(lái)進(jìn)行厚度測(cè)量的，當(dāng)探頭發(fā)射的超聲波脈沖通過(guò)被測(cè)物體到達(dá)材料分界面時(shí)，脈沖被反射回探頭通過(guò)精確測(cè)量超聲波在材料中傳播的時(shí)間來(lái)確定被測(cè)材料的厚度。凡能使超聲波以一恒定速度在其內(nèi)部傳播的各種材料均可采用此原理測(cè)量。那么，超聲波測(cè)厚儀是如何工作的呢？時(shí)代儀器小編將在這里為大家介紹超聲波測(cè)厚儀的測(cè)厚工作方法。

超聲波測(cè)厚儀聲能能在一個(gè)很寬的頻譜范圍產(chǎn)生，能聽到的聲音存在在一個(gè)相當(dāng)?shù)偷念l率范圍，其上限約為每秒20000個(gè)周期(20KHz)。頻率越高，我們感覺(jué)的音調(diào)越高。超聲是一個(gè)在很高頻率的聲能，超過(guò)了人類能聽到的界限。大部分超聲測(cè)試是在頻率范圍從500KHz到20MHz之間實(shí)施的，但是某些特殊的儀器頻率低至50KHz甚至更低并且高至225MHz。無(wú)論是什么頻率，聲能都由根據(jù)物理學(xué)波的基本定律，通過(guò)空氣或鋼介質(zhì)來(lái)傳播的機(jī)械振動(dòng)模式組成。

所有的超聲測(cè)厚儀由稱之為超聲波換能器的探頭產(chǎn)生一個(gè)聲脈沖，能精確測(cè)量它通過(guò)測(cè)試塊的行程時(shí)間多長(zhǎng)。因?yàn)槁暡〞?huì)在不同的材料邊界反射，一般在“脈沖/回波”模式下從一側(cè)來(lái)實(shí)施測(cè)量，這樣儀器測(cè)量了在試塊遠(yuǎn)側(cè)或底面回波的反射脈沖之間的來(lái)回傳播時(shí)間。

探頭包含一個(gè)由短電脈沖激發(fā)來(lái)產(chǎn)生一個(gè)超聲波脈沖的壓電晶片。聲波耦合進(jìn)入試塊并在其中傳播，直到遇到背壁面或其他邊界。反射信號(hào)會(huì)往回傳播到探頭，將聲能轉(zhuǎn)換為電能。事實(shí)上，儀器接收來(lái)自另一側(cè)的回波，時(shí)間間隔只有百萬(wàn)分之幾秒。儀器用在測(cè)試材料中的聲速進(jìn)行編程，從而能夠使用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)關(guān)系式來(lái)計(jì)算厚度：
T = (V) x (t/2)

此處：
T=工件厚度；
V=在檢測(cè)材料中的聲速；
t =測(cè)量的來(lái)回傳播時(shí)間；

檢測(cè)材料中的聲速實(shí)計(jì)算中的一個(gè)基本組成部分，注意到這一點(diǎn)是重要的。不同的材料以不同的聲速傳播聲波，一般來(lái)說(shuō)，在堅(jiān)硬的材料中聲速更快而在柔軟的材料中聲速更慢，而且聲速會(huì)隨溫度明顯變化。因此，經(jīng)常需要對(duì)超聲測(cè)厚儀校準(zhǔn)被測(cè)材料的聲速，而且達(dá)到精度只能和校準(zhǔn)的精度一樣好。

在MHz范圍的聲波不能有效地通過(guò)空氣傳播，因此在探頭和試塊之間常用一滴液體耦合劑來(lái)獲得良好的聲波傳播。常用的耦合劑為甘油、丙二醇、水、油和凝膠體。只需要一點(diǎn)點(diǎn)量，就足夠填滿這極薄的空氣層，否則它就會(huì)在探頭和試塊間存在空隙。

常用的測(cè)量聲波在試塊中傳播的時(shí)間間隔的方法有三種。
1、最常用的方法，只需簡(jiǎn)單測(cè)量在產(chǎn)生聲波的激勵(lì)脈沖和第一個(gè)回波之間的時(shí)間間隔，并減去用來(lái)補(bǔ)償儀器、電纜線和探頭延遲的微小的零位偏移值即可。
2、測(cè)量來(lái)自試塊表面的回波和第一個(gè)底面回波之間的時(shí)間間隔。
3、測(cè)量在兩個(gè)相繼底面回波之間的時(shí)間間隔。探頭類型和特定的應(yīng)用要求通常會(huì)規(guī)定模式的選擇。

閱讀本文的用戶還對(duì)以下文章感興趣：
超聲波測(cè)厚儀工作原理及應(yīng)用
影響超聲波測(cè)厚儀示值的因素
超聲波檢測(cè)行業(yè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)表