[发明专利]一种利用超声表面波测量工件边缘厚度的方法

说明书

本发明公开了一种利用超声表面波测量工件边缘厚度的方法，包括以下步骤：1)在待测工件的平整部位确定两个端面，端面距离超声表面波换能器前沿的距离分别为l₁和l₂,计算Δl＝l₁‑l₂，l₁l₂；2)分别测量超声表面波到达两个反射端面的时间t₁及t₂，计算Δt₁＝t₁‑t₂；3)在待测工件上放置超声表面波换能器，测量超声表面波到达待测部位厚度方向两侧端角的时间t₃及t₄，t₃t₄，计算Δt₂＝t₃‑t₄，得待测部位的厚度δ＝Δl·Δt₂/Δt₁，该方法能够准确测量工件的边缘厚度。

技术领域

本发明涉及一种测量厚度的方法，涉及一种利用超声表面波测量工件边缘厚度的方法。

背景技术

超声波测厚广泛应用于各类材料的基本形状和产品以及精加工部件的厚度测量，也可测量由腐蚀和磨损引起的运行中设备壁厚的减薄。目前部件的壁厚测量主要依据GB/T11344-2008《接触式超声脉冲回波法测厚方法》，多数情况下，特别是电力行业中，普遍使用纵波法进行壁厚测量，在被检件表面利用超声波换能器发射超声纵波穿过待测部位并接收底面回波，超声波换能器不需要接触底面。该方法在一般只外露一面的部件(如管道、容器等)的壁厚测量中具有明显优势，同时具有只测量超声波换能器覆盖区域及其附近小范围内壁厚的特点。该标准要求校准试块有已知的声速或与被检件相同的材料的声速，并且还要求在被测厚度范围内有精确的厚度测量值，对校准试块的要求较高。

另外一种测厚方法是纵波共振法测厚，该方法用频率在一定范围内连续变化的正弦波穿过待测试件，当穿过部件厚度为半波长的整数倍时，在试件内形成驻波，产生共振，依据相邻共振频率差和纵波声速计算得出试件厚度。该方法要求待测部位相对两面光滑且互相平行，且当工件厚度变换超过半波长时，较薄部位的n次共振频率可能与较厚部位的(n+1)次共振频率重合，导致共振法测厚仪测量的并非相邻共振频率差，进而出现测量结果错误的情况。

以上常用测厚方法具有纵波穿过工件、超声波换能器与待测部位直接接触的特点，测厚工作中往往会存在待测部位空间受限或测量人员不便于到达的情况。超声表面波能够在固体介质表面两倍波长深度范围内传播一定距离，并且在遇到直角边缘时会发生一部分反射和另一部分继续沿厚度方向传播到达底面被反射的现象，因此可以利用其以上特点，在不接触工件边缘的情况下，使超声表面波到达工件边缘进行厚度测量。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种利用超声表面波测量工件边缘厚度的方法，该方法能够准确测量工件的边缘厚度。

为达到上述目的，本发明所述的利用超声表面波测量工件边缘厚度的方法包括以下步骤：

1)在待测工件的平整部位确定两个端面，端面距离超声表面波换能器前沿的距离分别为l₁和l₂,计算Δl＝l₁-l₂，l₁l₂；

2)分别测量超声表面波到达两个反射端面的时间t₁及t₂，计算Δt₁＝t₁-t₂；