３ 误差影响因素
３ ． １ 晶粒度的影响 标准试块通常是用材质为２ ｏ ＃ 碳素结构钢经正火处理后 加工而成 ，组织均匀一致 ，晶粒度 ≥６ 级 。而钢板的材质多 种多样 ，热处理状况也各 不相同 ，这就使得其 晶粒度 和标 准试块也不相 同 ，资料 推荐 ，同种材料声速随 晶粒尺 寸的 增大而增加 。 ３ ． ２ 内应力的影响
依照非线 声等 匀 匡 ！ ＿ ｝ 仑 ，有应力的超 声纵波声速 哒 式为：
表１ 阶梯试块测量厚度值 （ 单位 ：ｒ ｎ ｍ）
５ ２
ｃ２＝ ｃ －
ｌ （ ＋ ｚ ） ！
＋ ＋ ｌ 再
４ 测量步骤
４ ． １ 钢板被检部位的表面处理
式中： ｃ ——有应力作用超声波纵波声 速
中图分 类号 ：ＴＱ０ ５ ０ 文献标识 码 ：Ａ 文章 编号 ：１ ０ ０ ９ — ２ ３ ７ ４（ ２ ０ １ ３ ）１ ３ — ０ ０ ５ ２ — ０ ３
在钢板厚度 的验 收过程 中 ，由于千分尺和卡尺 只能对
首先用数 显千分 尺分别对Ｊ Ｂ ／ Ｔ ４ ７ ３ ０ ． ２ ０ ０ ５ Ｃ Ｂ Ｉ ／ ２ ０ 阶梯
为２ １ ． ２ ２ ，属于合 格产 品 ，如果 用此测厚 仪测 量 ，就 只有 ２ １ ． ２ ２ — ０ ． １ ４ ８ ＝ ２ １ ． ０ ７ ａ ｒ ｍ，测厚仪显示为２ １ ． １ ｍｍ，就不符合国
家 标 准 ，用 户 就会 提 出质 量 异 议 。
实际工作 中，在常温下对厚度 ＜ ￣４ ０ ｍ ｍ的钢板测量时 ，
摘 要 ：文章通过 对脉 冲反射 式超 声波测 厚仪进 行钢 板测 量时产 生误差 的各种 因素 ：晶粒度 、 内应 力 、组织 、 耦合 剂、表 面状 况、 温度 、 内部缺 陷等进行分析 ，提 出了精 确测量钢板厚度 的方 法。
关键词 ：超声 波测厚仪 ；晶粒度 ； 内 应 力 ；耦合 剂
理 、测量误差 产生的原 因进行 分析 ，同时提 出精确测 量钢 板厚度的方法。
和超 声 波测厚 仪测 量 的数据存 在偏 差 ，在厚 度较 小时 偏
差较 小 ，检测厚度 为２ ２ ｍｍ 位 置时 ，偏差达 到０ ． １ ４ ８ ｍｍ，
１ 工作原理
超声波测 厚仪主要 由主机 和探头两部分组成 。主机 电 路 包括 发射 电路 、接收 电路 、计数 显示 电路 三 部分 ，由 发射 电路 产生的高压 冲击 波激 励探头 ，产生超声 发射脉冲 波 ，脉 冲波经介质界 面反 射后被接收 电路接 收 ，通过单片
２ 试块厚度测量
利 用Ｔ Ｔ １ ３ ０ 智能化 超声波 测厚仪 和三丰数显 千分尺分 别对Ｊ Ｂ ／ ｒ ４ ７ ３ ０ ． ２ ０ ０ ５ Ｃ Ｂ Ｉ ／ ２ ０ 阶梯试块 （ 图１ ）测量 。
图１ Ｊ Ｂ ／ Ｔ ４ ７ ３ ０ ． ２ ０ ０ ５ Ｃ Ｂ Ｉ ／ ２ ０ 阶 梯 试 块
试块 的每个 阶梯平 台进行 测量 。测 量结果如 表 １ 所 示 ；再
钢板边部进行厚 度测量 ，所 以脉 冲反射 式超声波测厚 仪成 为每个验收单位 用来 测量钢板 内部 厚度的工具 ，供需 双方
就厚度公差测量 数值 的争论从未 间断过 ，用户在钢板厚度
用Ｔ Ｔ １ ３ ０ 型超声 波测 厚仪 ，５ Ｐ １ ０ 的探 头 、将 声 速调 至
机计数 处理后 ，经液 晶显 示器显示厚度数值 ，它主要根据 声 波在试样 中的传播 速度乘 以通过试样 时间的一半而得到
试 样 的厚 度 。如 下 式 所 示 ：
Ｈ：
这将 影响 到产 品的质量验 收等级 ，￣ Ｉ ｌ Ｑ３ ４ ５ Ｂ 规格 为２ ２ ｍｍ
厚 的钢板 ，如 果按Ａ 类公差标 准进行生产 ，实 际生 产厚度
ｃ 。 —— 无应力作用无 限大介质超声波纵 波声 速
。 一 应 力
ｐ ０ ＿ — 价 质密度 九 、ｌ Ｉ ——拉 曼常数 Ｊ 、ｍ ——三 阶弹性常数 从 上 式 中可 以看 出 ，超声 波 纵波 声 速和 应力 大 小有 关 ，应力大小增加 ，超声纵波声速降低 。
清 除钢板所需检测 部位表面 的灰 尘 、污垢 、氧化皮 、 锈蚀 物、油漆等覆 盖物 ，对 于粗糙 表面可 以用４ ０ ０ ＃ 砂纸打 磨 以露 出金属光泽 ，区域大小约为３ ０×３ ０ ｍ ｍ。
４ ． ２ 对比试块的制作 ４ ． ２ ． １ 对 比试 块的选择 。对 比试块材料质量 的关键是 它 的声 学 特性 必须 与被 检 工件基 本 一致 ，即材料 的晶粒 度 、热 处理状态 、物理性能 、化 学成分等均需 与被 检件一
２ ０ １ ３ 年第１ ３ 期
（ 总 第 ２ ５ ６ 期 ）
即 黧 南 熟 尊
（ Ｃ ｕ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ Ｎ ｅ ｔ Ｏ ｙ Ｎ ． １ Ｏ ３ ． ２ ０ １ ３ ２ ５ ６）
．
超声波测厚仪精确测量钢板厚度 的方法
杜 裕 平
（ 南京钢铁 集 团有 限公 司 ，江 苏 南京 ２ １ ０ ０ ０ ０ ）
由于仪 器 、探头 接触 面 、探 头频 率 、耦合 剂 、钢板 的材 质 、热处理状态等 因素 的影 响，会产生 ±Ｏ ． ３ ０ ｍ ｍ的误差 。
随着 厚度的增加 以及温度 的升高误差 将更 大 ，下面就误差
式 中：
产生 的原 因进行简单分析 。
Ｈ — — 测 量厚 度
Ｖ ——材料声速 卜 超声波在试件 中往返一 次的传播时间 。
５ ９ ０ ０ ｍ ／ ｓ － 档 ，对随机４ ａｍ ｒ 试块进行测量校准 ，当屏幕显示 值为４ ． ０ ０ ａ ｒ ｍ，校准完毕。然后对阶梯试块上的每个 阶梯平 台进行测量 ，测量结果如表１ 所示。 从表 １ 中可以看 出 ，同一标 准试块 ，采用部厚度 小于标准要求 （ 通 常低 于０ ． １ － ０ ． ３ ａ ｒ ｍ），不予验 收。下面 就超声波测 厚 的工作 原