CN103292754B - 多介质层超声波测厚方法 - Google Patents
多介质层超声波测厚方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种多介质层超声波测厚方法，所述的测厚方法使用超声波探头进行，所述的超声波探头是超声波发射斜探头和超声波接收斜探头，用超声波斜探头测厚方法包括以下步骤：将超声波发射斜探头通过耦合剂贴合在多层介质的最上层介质表面用于向介质内发射超声波；将超声波接收斜探头与超声波发射斜探头放置在同一个平面内，从离超声波发射斜探头最近处沿远离超声波发射斜探头方向开始扫描，得到各返回点的时间根据厚度计算公式计算出各介质层的自身厚度。本测厚方法实用性强，应用广泛，可以实现对多介质层厚度的快速测量。在一些特殊场所，可以实现不影响正常生产的情况下完成在线检测，缩减检测时间的同时也节约了检测成本。
Description
技术领域
本发明涉及无损检测领域的测厚方法，尤其是涉及一种多介质层超声波测厚方法。
背景技术
超声波测厚技术是无损检测技术领域的重要部分，广泛应用于石油、化工、冶金、造航空、航天等各个领域。国内外现有的超声波测厚方法是根据超声波脉冲反射原理来进行厚度测量，超声波探头发射的超声波经耦合剂进入被测物体，在被测物体内传播至底面后发生反射，反射回来的超声波被超声波探头接收，测得发射开始到工件底面回波时间T，根据超声波在物体中的传播速度c，通过相应的公式即可计算出被测物体的厚度。
上述测厚方法使用的是超声波直探头，直探头发射的超声波在介质底面大部分发生反射，而小部分可透射到下层介质中，这样在测量第二层以下的各介质层的厚度时，就不易获得各介质层底面的反射回波，不能实现对多层介质的厚度进行测量，因此直探头测量在实际应用中更多用来测量单层介质的厚度。
发明内容
本发明的发明目的在于针对现有技术的诸多不足，提供一种利用
超声波斜探头实现对多层介质的各个介质层自身厚度的测量的多介质层超声波测厚方法。
实现上述目的采用以下技术方案：
一种多介质层超声波测厚方法，所述的测厚方法使用超声波探头进行，所述的超声波探头是超声波斜探头，包括超声波发射斜探头和超声波接收斜探头，用超声波斜探头测厚方法包括以下步骤：
步骤⑴：将超声波发射斜探头通过耦合剂贴合在多层介质的最上层介质表面用于向介质内发射超声波；
步骤⑵：将超声波接收斜探头与超声波发射斜探头放置在同一个平面内，从离超声波发射斜探头最近处沿远离超声波发射斜探头方向开始扫描；
步骤⑶：超声波在各介质层中传播，且在各介质层中超声波的折射角和反射角的关系满足斯奈尔传播定律，即折射定律，其中为入射角，为折射角，是光在第一种介质的速度，是光在第二种介质中的速度，故入射超声波在各介质层中经历反射和折射最终返回到最上层介质表面，且各返回点之间呈一定间距线性排列，这样使用步骤2中的超声波接收斜探头逐点扫描，可得到各返回点的时间T1、T2、T3、…Tn；
步骤⑷：根据厚度计算公式，计算出各介质层的自身厚度d，其中c为超声波在各介质层中传播的速度，是超声波进入到各介质层时与其法线的夹角，在各介质层中超声波传播时间，即、、…的值。
进一步，所述的超声波发射斜探头通过耦合剂贴合在多层介质的最上层介质表面。
进一步，所述的超声波发射斜探头与超声波接收斜探头型号规格及技术参数相同。
进一步，所述的超声波发射斜探头的入射角与超声波接收斜探头的接收角相等。
进一步，所述的超声波发射斜探头的入射角与超声波接收斜探头的接收角均为。
采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明利用超声波斜探头测厚，将超声波发射斜探头与超声波接收斜探头放置在一个垂直平面内，测厚方法实用性强，应用广泛，可以实现对多介质层厚度的快速测量。在一些特殊场所，可以实现不影响正常生产的情况下完成在线检测，缩减检测时间的同时也节约了检测成本。
附图说明
图1是本发明的原理图。
图中，超声波发射斜探头A，超声波接收斜探头B。
具体实施方式
本发明是一种多介质层超声波测厚方法，作为本发明的一种实施方式，如图1所示，一种多介质层超声波测厚方法，利用超声波发射斜探头A，超声波接收斜探头B的发射和接收超声波以及超声波的折射和反射关系来实现对各介质层Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……N自身厚度的测量。具体步骤见图1：
步骤1：将超声波发射斜探头A用润滑脂贴合在多层介质的最上层介质表面位置0处，用于向介质内发射超声波，位置在以后的步骤中不再发生变化，但超声波发射斜探头A的入射角根据所测各介质薄厚程度而变化，入射角范围选为；
步骤2：将另一个与超声波发射斜探头A型号规格及技术参数相同的超声波斜探头用作超声波接收斜探头B，使其保持在与超声波发射斜探头A同一个垂直平面内，从离超声波发射斜探头A最近处沿远离超声波发射斜探头A方向开始扫描，超声波接收斜探头B的接收角与超声波发射斜探头A的入射角相等；
步骤3：如图1，超声波在各介质层Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……N中传播，且在各介质层中超声波的折射角和反射角的关系满足斯奈尔传播定律，即折射定律，其中为入射角，为折射角，是光在第一种介质的速度，是光在第二种介质中的速度，故入射超声波在各介质层中经历反射和折射最终返回到最上层介质表面，这些返回到最上层介质的各个超声波之间为平行关系，这样各返回点1、2、3、…n之间呈一定间距线性排列，这样使用步骤2中的超声波接收斜探头B逐点扫描，可得到各返回点的时间T1、T2、T3、…Tn；
步骤4：根据厚度计算公式，计算出各介质层的自身厚度d，其中c为超声波在各介质层中传播的速度，是超声波进入到各介质层时与其法线的夹角，（把t改为了）在各介质层中超声波传播时间，即、、…的值。
本实施例采用了标准M2型的超声波发射斜探头A、超声波接收斜探头B，其工作频率可选范围为1MHz～5MHz，入射角与接收角均为。
以上对本发明所提供的一种多介质层超声波测厚方法进行了详尽介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (4)
1.一种多介质层超声波测厚方法，所述的测厚方法使用超声波探头进行，其特征在于，所述的超声波探头是超声波斜探头，包括超声波发射斜探头和超声波接收斜探头，用超声波斜探头测厚方法包括以下步骤：
步骤⑴：将超声波发射斜探头通过耦合剂贴合在多层介质的最上层介质表面用于向介质内发射超声波；
步骤⑵：将超声波接收斜探头与超声波发射斜探头放置在同一个垂直平面内，从离超声波发射斜探头最近处沿远离超声波发射斜探头方向开始扫描；
步骤⑶：超声波在各介质层中传播，且在各介质层中超声波的折射角和反射角的关系满足斯奈尔传播定律，即折射定律，其中为入射角，为折射角，是光在第一种介质的速度，是光在第二种介质中的速度，故入射超声波在各介质层中经历反射和折射最终返回到最上层介质的表面，且各返回点之间呈一定间距线性排列，这样使用步骤2中的超声波接收斜探头逐点扫描，得到各返回点的时间T1、T2、T3、…Tn；
步骤⑷：根据厚度计算公式，计算出各介质层的自身厚度d，其中c为超声波在各介质层中传播的速度，是超声波进入到各介质层时与其法线的夹角，在各介质层中超声波传播时间，即、、…的值；
所述的超声波发射斜探头的入射角与超声波接收斜探头的接收角均为。
2.根据权利要求1所述的多介质层超声波测厚方法，其特征在于，所述的超声波发射斜探头通过耦合剂贴合在多层介质的最上层介质表面。
3.根据权利要求1所述的多介质层超声波测厚方法，其特征在于，所述的超声波发射斜探头与超声波接收斜探头型号规格及技术参数相同。
4.根据权利要求1所述的多介质层超声波测厚方法，其特征在于，所述的超声波发射斜探头的入射角与超声波接收斜探头的接收角相等。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1087722A (zh) * | 1993-09-28 | 1994-06-08 | 太原机械学院 | 对构件内部材料状态的超声检测技术 |
| US5936150A (en) * | 1998-04-13 | 1999-08-10 | Rockwell Science Center, Llc | Thin film resonant chemical sensor with resonant acoustic isolator |
| CN1727118A (zh) * | 2004-07-29 | 2006-02-01 | 株式会社迪思科 | 测厚仪以及磨削装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0763543A (ja) * | 1993-08-25 | 1995-03-10 | Toppan Printing Co Ltd | 層厚測定方法及びその装置 |
| JPH11118770A (ja) * | 1997-10-20 | 1999-04-30 | Tokimec Inc | 超音波探傷方法及び装置 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1087722A (zh) * | 1993-09-28 | 1994-06-08 | 太原机械学院 | 对构件内部材料状态的超声检测技术 |
| US5936150A (en) * | 1998-04-13 | 1999-08-10 | Rockwell Science Center, Llc | Thin film resonant chemical sensor with resonant acoustic isolator |
| CN1727118A (zh) * | 2004-07-29 | 2006-02-01 | 株式会社迪思科 | 测厚仪以及磨削装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 超声反射法测厚仪的智能化设计;姚广仁 等;《工业仪表与自动化装置》;20001231;35-38 * |
| 超声波探伤和测厚;张晓春;《计量技术》;19921231(第12期);8-10 * |
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