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超声波测厚仪的常见故障及排除方法有哪些?

2025-06-09
超声波测厚仪在使用过程中可能因探头故障、电路问题、耦合不良或操作不当等原因出现异常。以下是常见故障、可能原因及对应的排除方法:

一、无显示或黑屏

可能原因

  1. 电源问题:电池电量耗尽、电源适配器损坏或接触不良。

  2. 主板或显示屏故障:内部电路短路、显示屏排线松动或液晶屏损坏。

  3. 开机键失灵:按键接触不良或内部触发电路故障。

排除方法

  • 更换新电池或使用充电器供电,检查电源接口是否清洁无氧化。

  • 拆开外壳(非专业人员建议返厂),重新插拔显示屏排线;若排线断裂或屏幕有裂痕,需更换配件。

  • 用酒精擦拭按键触点,若无效则更换按键模块。

二、显示异常(乱码、闪烁或数值跳变)

可能原因

  1. 电磁干扰:附近有强磁场设备(如电机、变频器)或信号传输线接触不良。

  2. 探头线故障:探头连接线破损、接头氧化或晶振元件松动。

  3. 仪器内部元件老化:滤波电容失效、模数转换器(ADC)故障。

排除方法

  • 远离干扰源,使用屏蔽线连接探头,或为仪器加装接地装置。

  • 用万用表检测探头线通断,更换破损线缆;清洁探头接口(如 BNC 接口)并涂抹导电膏。

  • 返厂更换老化电容或主板元件。

三、无回波或回波信号弱

可能原因

  1. 耦合不良:耦合剂涂抹不足、类型选择错误(如高温环境未用耐温耦合剂)。

  2. 探头磨损或损坏:探头晶片磨损、表面污染(如油脂、锈迹)或晶片脱落。

  3. 被测件问题:材料声衰减严重(如铸件疏松)、表面粗糙或曲率过小。

  4. 仪器参数设置错误:声速值、测量模式(如未切换至 “高温模式”)或增益过低。

排除方法

  • 增加耦合剂用量,根据环境选择合适类型(如黄油、高温耦合膏),确保探头与表面紧密接触。

  • 用酒精清洁探头表面,检查晶片是否平整;若磨损严重(如边缘缺损),需更换探头。

  • 四、测量值偏差大或不稳定

可能原因

  1. 声速设置错误:未按实际材料输入声速(如将铝的声速误设为钢)。

  2. 探头类型不匹配:使用高频探头测厚壁件(衰减严重)或低频探头测薄壁件(分辨率不足)。

  3. 多层结构干扰:被测件存在涂层、氧化皮或夹层,仪器误将界面波识别为底波。

  4. 材料特性变化:被测件内部存在气孔、裂纹或热处理状态改变(如退火 vs 淬火)。

排除方法

  • 用标准试块校准声速:测量已知厚度的试块,调整声速值直至显示值与真实值一致。

  • 按被测件厚度选择探头频率:薄壁件()用 10MHz 探头,厚壁件()用 2~5MHz 探头。

  • 使用 “涂层模式” 或手动扣除涂层厚度,必要时剥离涂层后测量;对多层结构改用双晶探头区分界面。

  • 对新材料先进行解剖验证,确认内部结构均匀性后再测量。

五、探头无法正常发射 / 接收信号

可能原因

  1. 探头线断裂或接头松动:长期弯折导致内部导线断裂,或 BNC/SMA 接头螺丝松动。

  2. 晶振损坏:探头晶片因撞击或老化失去压电效应。

  3. 仪器发射电路故障:脉冲发生器损坏或激励电压异常。

排除方法

  • 更换探头线或重新焊接断点,拧紧接头螺丝;若为可拆卸探头,尝试连接其他探头测试仪器是否正常。

  • 观察探头晶片是否有裂纹或脱胶,若损坏需返厂更换晶片(成本较高时建议直接换新探头)。

  • 用示波器检测仪器发射端是否有脉冲信号,若无则需维修主板发射电路。

六、高温环境下测量失效

可能原因

  1. 探头耐温不足:普通探头耐温≤60℃,高温环境(如管道、锅炉)未用专用高温探头。

  2. 耦合剂失效:常温耦合剂在高温下干涸或碳化,失去传导作用。

  3. 仪器过热保护:内部元件因高温性能下降,触发过热停机。

排除方法

  • 更换高温探头(如碳化钨材质,耐温可达 500~600℃),并确保探头与被测件接触时间<5 秒(避免过热)。

  • 使用高温耦合剂(如二硫化钼膏、陶瓷耦合剂),或采用水冷却装置降低局部温度。

  • 避免仪器长时间暴露在高温环境中,可加装隔热套或间歇性测量。

七、其他常见问题

1. 测量薄件(<1mm)时无读数

  • 原因:普通探头盲区较大(如 2~3mm),无法识别近距离回波。

  • 解决:改用双晶探头高频探头(10~15MHz),启用 “薄壁模式” 或 “回波 - 回波模式”。

2. 粗糙表面测量误差大

  • 原因:表面凹凸不平导致声束散射,底波能量不足。

  • 解决:打磨表面或涂抹大量耦合剂填充缝隙,使用宽波束探头(如直径 Φ12mm)增加有效声束覆盖面积。

3. 电池续航短

  • 原因:电池老化、仪器后台程序运行过多或显示屏亮度过高。

  • 解决:更换原厂电池,关闭闲置功能(如蓝牙、背光),降低屏幕亮度至 50% 以下。

故障排除流程建议

  1. 初步排查:先检查电源、耦合剂、探头连接等基础问题,再考虑硬件故障。

  2. 替换法测试:用已知正常的探头、电池或线缆替换疑似故障部件,缩小问题范围。

  3. 校准验证:每次维修后用标准试块(如 10mm 钢块)校准,确保测量精度。

  4. 专业维修:涉及主板电路、探头晶片更换等复杂操作时,建议联系厂商售后,避免自行拆解导致保修失效。


通过系统性排查和针对性解决,可有效提升超声波测厚仪的故障处理效率。日常使用中注意仪器清洁、探头保养及定期校准,能显著降低故障发生率。


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