超声波测厚仪的校准方法

本文通过对校准超声波测厚仪所用的标准厚度块、标准圆管技术要求的研究，讨论了对标准厚度块、标准圆管的检验方法，并对超声波测厚仪校准方法提出了一些建议。

超声波测厚仪可用在生产设备中各种管道、压力容器的壁厚以及大面积的板材厚度的测量。对于金属、塑料、陶瓷、玻璃、尼龙及其他任何超声波的良导体，只要有上、下平行的两个表面，就可用超声波测厚仪测量其厚度。其原理是：探头发射的超声波脉冲到达被测物体并在物体中传播，到达材料分界面时被反射回探头，通过测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度。本文主要针对超声波测厚仪在校准时常遇到的问题及解决方法做一些简单的介绍。

一、超声波测厚仪的校准规程

①目的

为了保证超声波测厚仪的测量精度及可靠性，以确保检测数据的准确，可靠，保证检测的质量，制订本规程。

②范围

本规程适用于本公司使用中和修理后的数显式超声波测厚仪的检定。

③引用标准

本规程引用JJG403-86超声波测厚仪校准规程。

④校准程序

测试/保养内容及技术要求

⑤外观

1、清洁，不应有影响准确度的外观缺陷。

2、显示器的数字应清晰，无闪烁、短缺及隐亮现象，仪器未测量时，不得有虚假读数显示。

3、开关、换档旋钮及调整螺丝(或旋钮)不得有卡滞的现象。

4、外接导线及插头、插座应安装牢固、连接可靠。

5、仪器示值变动性符合JJG403-86技术要求的第2条。

6、示值误差符合JJG403-86表一的规定。

7、速度微调范围及示值跳变符合JJGG403-86技术要求第5条。

8、示值稳定度符合JJG403-86技术要求第7条。

⑥校准条件

1、室温应为20±10℃

2、仪器预热时间分辨率为0.1mm的仪器为15min分辨率为0.01mm的仪器为30min

二、超声波测厚仪的校准方法

示值变动性探头接插到仪器本体上，将耦合剂涂敷在5.5mm标准厚度块的被测端面，用探头测量标准厚度块，并调整声速微调旋钮，将示值调到5.5mm，待显示稳定后，重复对该位置连续测量10次，记下每次的示值，其Zda值与Z小值之差即为示值变动性，应符合技术要求的规定。

示值误差首先用5.5mm标准厚度块和一块为仪器测量上限1/2的标准厚度块作仪器高、低两端的示值校正。即用探头分别测量这两块厚度块，若示值与标称值不符，在校正低端时，调整起点调整螺丝，校正高-端时，调整声速微调旋钮，边测量边调整，反复进行，直到示值均与标称值相符为止。测量范围细分为若干档的仪器，其示值校正应在每档分别进行。

低端校正均采用各档的测量下限，高-端校正点分为：该档测量上限小于50mm的，按测量上限校正；大于50mm的，在测量上限的1/2处校正。校正完毕后，按JJG403-86表4规定的受检点检定仪器的示值误差，检定时，将探头放置在标准厚度块的ZX位置上连续测量三次，取算术平均值作为仪器在该点的示值。

声速微调范围及示值跳变将声速微调旋钮顺时针或逆时针旋到极限位置，用探头测量5.5mm的标准厚度块，此时仪器示值应不大于4.5mm(或不小于6.5mm)。然后手持探头不动，只把声速微调旋钮反向的极限位置微动，同时观察仪器能否按0.1mm的间隔依次递增出现4.6、4.7、4.8、……、6.5，当微动到极限位置后，仪器的示值应不小于6.5mm(或应不大于4.5mm)。检定完毕后，仍将声速微调旋钮回到示值为5.5mm位置。

示值稳定度将探头压紧在5.5mm的标准厚度块上，调整声速微调旋钮，使仪器稳定显示5.5mm作为diyi次示值。其后每隔15min记一次示值，连续观察1-2h，取相对于5.5mm的Zda差值为示值稳定度。

校准结果处理和校准周期校准合格的仪器送交班组使用，不合格的仪器予以修理后再校准，若修理后仍不合格的仪器，向处设备管理员提出声请报废意见。

三、超声波测厚仪校准注意问题

(1)校准前应先了解所校准的超声波测厚仪的主要功能，按所规定的程序进行校准。由于超声波测厚仪生产厂家较多，各生产厂的功能设置略有不同，故在校准前应先阅读相应的《使用说明书》，以防误判。

开机后，将声速调整到 5900m/s，待仪器进入校准状态下，将耦合剂涂敷在 5.5mm 标准厚度块的ZX位置上，直到仪器屏幕显示 5.5mm 即校准完毕。每次开机均需此项校准。也可直接用仪器的随机校准厚度块进行此项校准，但随机校准厚度块必需检测，验证是否满足规范的技术要求。其他校准项目如：重复性、示值误差、曲面壁厚测量的示值误差、厚度校准的微调范围、变换声速的厚度示值误差、示值稳定性等还应按规范逐项进行校准。

超声波测厚仪一般都带有耦合状态提示功能，通过观察其稳定状态可知耦合是否正常。耦合剂一般可选用医用耦合剂即可。

(2)校准时应根据不同被测材料，对应设定声速。如果希望测量某种材料的声速，可利用已知标准厚度块的厚度值测量声速。避免了查表或换算的麻烦。

(3)为了防止标准厚度块、标准圆管、超声波测厚仪探头以及随机校准厚度块生锈。在每次校准完毕后，应将耦合剂擦干净再涂上少许机油。当再次使用时将机油擦干净后，即可进行正常校准工作。如果采用医用凡士林加变压器油煮去水分来做耦合剂，可以省去上述步骤。因为凡士林加变压器油煮去水分后，本身就有防锈功能。