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北京時代之峰科技有限公司
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閱讀：66發(fā)布時間：2022-8-24
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高溫測厚的場合
v 石化、煉化、化工、制藥等行業(yè)的塔、罐體、管道。
v 在役運行時，這些容器管道內(nèi)的介質(zhì)（無論液態(tài)還是汽態(tài)）處于高溫狀態(tài)，傳導到金屬外壁，溫度仍有數(shù)。
v 高溫加劇腐蝕，同時介質(zhì)的流動是靠壓力驅(qū)動——因此，這些容器管道壁厚減薄的程度必須予以監(jiān)控，尤其是管道的彎道部位以及三通等閥體的彎頭部位。
壓電超聲測厚的原理
v 要點：
1， 由于壓電產(chǎn)生的超聲波在空氣中難以傳播，因此探頭與被測面之間必須涂抹耦合劑、“擠掉”空 氣間隙，使超聲波有效地傳播進入被測件內(nèi)部，并獲得底面（即，內(nèi)壁）的反射號；
2， 該反射信號必須足夠穩(wěn)定、明確、清晰，儀器才能辨識并進行計算，從而顯示厚度值。
壓電超聲測厚的原理圖：
注：t0點是發(fā)射的起始時間點（始脈沖），t1點是次底面反射回波被接收到的時間點。兩者的時間差乘以聲速，再除以2，就是超聲波在工件一個單程傳遞的路程，即厚度值
高溫狀態(tài)下的影響因素
v 耦合劑、探頭、被測面狀況、被測物體的材質(zhì)、儀器
關(guān)于耦合劑
v 高溫時，耦合劑中的水分瞬間蒸發(fā)，于是，失去“擠掉”空氣間隙的效果。因此，儀器只能“看到”一閃即逝的反射信號、往往來不及辨識計算。
v 為了保護探頭底面不被“燙傷”，所謂的超高溫耦合劑往往摻雜一些礦物顆粒，以確保探頭底面不會直接接觸到高溫的被測面，但這也導致礦物顆粒在高溫下（耦合劑水分被瞬間蒸發(fā)后）容易碳化并粘連到探頭底面，反而影響測量（相當于探頭底面有了“麻點”）。
關(guān)于探頭
v 探頭內(nèi)置“晶振片”，靠它產(chǎn)生和接收超聲信號。晶振片有一個物理參量，“居里溫度點Tc”，這代表在該溫度值以下，晶振片產(chǎn)生的超聲波，其聲阻抗比較適當、也即傳播的難易程度適當。不同材質(zhì)的晶振片，其Tc值不同。
v 現(xiàn)有的晶振片材質(zhì)中，Tc值能達到500℃的，其另外一個參量，“機械品質(zhì)因子θm”卻非常高，達10的6次方,導致無法獲得有效的信號分辨力——超聲測厚儀使用的晶振片，其θm都在1000以下，否則厚度的起測點就得在500mm以上。
因此，現(xiàn)有的所謂“高溫”探頭，都無法在最本質(zhì)的晶振片上獲得突破，目前所解決，都只不過是對探頭本身的保護，（比如，探頭底面的保護膜不容易被“燙壞”、外殼加裝保護套等等），都沒有辦法解決壓電超聲信號在高溫介質(zhì)中的有效傳播（發(fā)射與接收）的問題。
關(guān)于被測面的狀況
v 當探頭置放在被測面表面，超聲波以垂直于該接觸點切線的方向傳播，到底面（內(nèi)壁），同樣以垂直切線的方向原路反射，這個效果是的（仍參見原理圖）。這個效果，在平面測量、以及大直徑的筒、管、罐測量中，比較容易實現(xiàn)。但是對于彎道和彎頭部位（尤其是90度外凸的那個點），很顯然，往往難以擺正探頭位置。
v 另外，現(xiàn)場環(huán)境下，被測表面的油漬、漆面（尤其是鼓包），都會對測量帶來影響。
關(guān)于被測物體的材質(zhì)
v 任何情況下，超聲波的傳遞，都要受到被測物體材質(zhì)的影響，從而帶來散射效果、聲速的變化。只不過，在大多數(shù)情況下，這些影響帶來的干擾不大、引起的細微誤差都在可忽略的范圍內(nèi)。
v 但是，由于要耐受高溫高壓腐蝕，有些部件，其材質(zhì)所帶來的影響不能被忽略。比如，不同規(guī)格標號的不銹鋼閥門閥體，信號的散射衰減程度迥異。
關(guān)于儀器——通常的問題
v 通常的超聲波測厚儀，都是讀數(shù)型的——在“看到”一個穩(wěn)定、明確、清晰的反射信號后，“盯住”它，進行計算，最終顯示出來的，只是一個計算的結(jié)果。
v 在高溫狀態(tài)下，由于前述幾個因素，導致反射信號達不到所謂的“穩(wěn)定、明確、清晰”的程度，儀器無法“看到”信號、或者無法“盯住”它、或者“看花眼”了，于是出現(xiàn)“無讀值”、“讀值錯誤”等現(xiàn)象。
關(guān)于儀器——初級解決辦法
1，原來的儀器，它的“眼睛”只能“撲閃撲閃”每秒鐘“看到”四次信號?，F(xiàn)在，我們讓它快點“撲閃”，每秒鐘“看到”20次信號，這叫掃查功能；同時，能夠顯示出掃查到的值或最小值，這叫“極值顯示”。
2，信號太弱，“看”不到。那就把信號增強，這叫“增益調(diào)節(jié)”，是數(shù)字化調(diào)節(jié)、而不是分檔調(diào)節(jié)；
3，由于信號出現(xiàn)很短暫，儀器剛讀完這個信號，他就消失了，儀器不敢確定。那就讓它把讀到的信號先顯示出來，這叫“讀值保持”。
關(guān)于儀器——高級解決辦法
前面提到，測量能實現(xiàn)，本質(zhì)上就是“看到”并且能“盯住”信號。讀數(shù)型儀器，可能會“看”不到、“盯”不住、“看”花了（其實可能有信號閃現(xiàn)）。那么，我們讓儀器把它所能捕捉的信號都顯示出來，不讓它自己判斷、改由操作者來判斷，這就是“A信號掃描測厚儀”。
A掃測厚儀帶來的改進： 最本質(zhì)的，就是信號可以由操作者自己觀察，不用擔心讀數(shù)型儀器錯過、漏過信號。在功能上，除了同樣具備掃查、讀值功能外，增益可以數(shù)字調(diào)節(jié)而不是分檔調(diào)節(jié)（這樣更精確），另外，增加了雜波屏蔽功能，可以讓儀器讀取的信號——這很重要！
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