对声速的影响:
超声波在材料中的传播速度随温度变化而改变(金属材料尤为明显)。例如:
钢在常温(20℃)下声速约 5900m/s,当温度升至 300℃时,声速会降至约 5700m/s(下降约 3.4%)。若仪器仍按常温声速计算,测量值会偏大(因公式中 “厚度 = 声速 × 时间 / 2”,声速设高则结果偏大)。
低温环境(如 - 20℃)下,部分金属(如铝)声速略有上升,可能导致测量值偏小。
对耦合剂的影响:
高温(>60℃)会使耦合剂(如甘油、机油)快速蒸发、干涸,或因粘度下降失去粘性,导致探头与试样间出现空气间隙(空气对超声波反射极强),表现为读数骤降、无信号或显示 “Err”。
低温(<0℃)会使水基耦合剂(如清水、水玻璃)冻结,形成固态隔离层,完全阻断声波传播,导致无法测量。
振动会导致探头与试样表面接触不稳定(轻微滑动或脱离),使声波传播路径忽断忽续,底波信号时强时弱。
表现为:读数剧烈跳动(如从 5mm 瞬间跳到 10mm 再跳回),或出现 “虚假底波”(振动导致的杂波被仪器误判为反射波)。
测量时若探头被意外碰撞,会导致晶片瞬间位移,发射的超声波方向偏移,无法垂直入射试样,声波传播路径变长或散射。
表现为:单次测量值突然偏大(偏移导致路径变长),或后续测量持续不稳定(探头晶片轻微损坏)。
此类设备会释放电磁波,干扰测厚仪的信号接收电路,导致底波信号被淹没在噪声中。
表现为:屏幕显示值乱码、无规律跳动,或正常厚度区域显示 “超量程”(如实际 5mm 显示 999mm)。
干燥环境(如冬季北方车间)中,人员穿戴化纤衣物接触仪器或探头时,可能产生静电放电,瞬间击穿仪器内部弱电元件,导致电路故障。
短期表现为:读数归零或固定值不变;长期可能损坏探头或主板,需维修更换。
部分老式模拟测厚仪的显示屏或信号指示灯易受强光干扰,导致操作人员误读数值(如将 “3.8mm” 看成 “5.8mm”)。
对数字式仪器,强光若直射探头表面(尤其非金属外壳探头),可能因热效应导致晶片温度局部升高,短期改变声速,引起读数偏差(通常偏小 0.1~0.3mm)。
湿度>85% 时,试样表面易凝结水珠(尤其低温试样),水珠会与耦合剂混合,改变耦合层的声阻抗(水的声阻抗约 1.5×10⁶kg/(m²・s),钢约 45×10⁶,差异过大会导致声波衰减增加),表现为信号减弱、读数偏小。
高湿度还可能导致测厚仪外壳漏电、内部电路受潮短路,引发仪器死机或测量精度永久性下降。