TT140超声波测厚仪说明书.doc

leeb里博 超声波测厚仪工具系列
重庆里博仪器有限公司
TT140超声波测厚仪

目 录

1.概述………………………………………2
2.性能指标…………………………………4
3.测量与操作………………………………5
4.测量技术…………………………………14
5.测量误差的预防方法……………………17
6.主要事项…………………………………18
7.维修………………………………………19
8.附表………………………………………20

1概述
1.1 适用范围
TT100,TT110,TT130，TT140工具系列超声波测厚仪， 采用超声波测量原理，适用于能使超声波以一恒定速度在其内部传播，并能从其背面得到反射的各种材料厚度的测量。
此仪器可对各种板材和各种加工零件做精确测量，另一重要方面是可以对生产设备中各种管道和压力容器进行监测，监测它们在使用过程中受腐蚀后的减薄程度。可广泛应用于石油、化工、冶金、造船、航空、航天等各个领域。

1.2 基本原理
超声波测量厚度的原理与光波测量原理相似。探头发射的超声波脉冲到达背测物体并在物体中传播，到达材料分界面时被反射回探头，通过精确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度。

1.3 基本配置及仪器各部分名称
1.3.1 基本配置：
主机 1台
L51 探头 1支
耦合剂 1瓶
仪器箱 1只
1.3.2 选购件：
L77探头
LZ2探头
LG5探头
标准试块

1.3.3 仪器各部分名称（见图）

液晶显示屏：（TT130功能最全的操作界面）

键盘功能说明：
存储---将当前测量的值存储到选定的文件夹。
查看---阅读当前文件夹中已经存储的测量数据。
↑ --- 用于加数字或菜单选择。
↓ --- 用于减数字或菜单选择。
菜单--- 用于进入菜单或确认。
◎ --- 用于开关机或退出菜单。

2 性能指标
测量范围：0.7mm～250.00mm
显示分辨率：0.01mm或0.1mm
示值误差：±0.05mm或0.1mm
管材的测量下限（钢）：φ20mm×3.0mm(L51探头)
φ15mm×2.0mm(L77探头)
示值误差不超过±0.03mm
声速调节范围：1000m/s～10000m/s
已知厚度反测声速：测量范围1000m/s～10000m/s，试块厚度≤20mm时，声速测量精度为±1mm/H×100％；试块厚度>20mm时,声速测量精度为±5％。
使用环境温度：0℃～40℃
电源：二节7号干电池
功耗：工作电流<20mA(不开背光)
外形尺寸：132mm×69mm×27mm
重量：245g

3 测量与操作
3.1 测量准备
1- 将探头插入主机探头插座。
2- 按一下电源开关按钮，屏幕显示过程如下：

3.2 选择测量类型
1—按菜单键进入菜单
2—按上下箭头键选择‘测量’
3--按上下箭头键选择‘标准测量’
4—按菜单键确认或按电源键退出

3.3 选择声速（TT110声速不可调）
1—按菜单键进入菜单
2—按上下箭头键选择‘声速’
3--按上下箭头键选择‘声速设置’或‘声速测量’
4—按菜单键确认或按电源键退出

3.3.1 声速设置
1—按上下箭头键加减反白显示的数字
2—按菜单键确认并自动进入下一位数字设置
3—全部设置完后按菜单键确认或按电源键退出

3.3.2 声速测量
1—按上下箭头键加减反白显示的厚度值位
2—按菜单键确认并自动进入下一位厚度值设置
3—最后一位数字设置好后暂时不按菜单键，将探头在试块上放好，按菜单键确认后可以读取测到的声速值
4—测量完后按电源键退出

3.4 选择探头类型
1—按菜单键进入菜单
2—按上下箭头键选择‘探头设置 ’
3--按上下箭头键选择需要的探头类型
4—按菜单键确认或按电源键退出

3.5 选择精度和制式
1—按菜单键进入菜单
2—按上下箭头键选择‘精度和制式’ （左下角小箭头向下表示
下面还有内容）
3--按上下箭头键选择需要的精度和制式
4—按菜单键确认或按电源键退出

3.6 厂商信息
1—按菜单键进入菜单
2—按上下箭头键选择‘厂商信息’
3—仪器显示生产厂家联系信息
4—按电源键退出

3.7 恢复原始设置
1—按菜单键进入菜单
2—按上下箭头键选择‘恢复原设置’
3—仪器发出询问“是否恢复”
4—按菜单键确认或按电源键退出

3.8 查看仪器标识
1—按菜单键进入菜单
2—按上下箭头键选择‘仪器标识’
3—仪器显示机器号
4—按电源键退出

3.9 用随机试块校准仪器
在仪器壳正面下方有一厚度4mm试块，把声速设为5920m/s，在试块上涂上耦合剂，把探头放在试块正中并轻轻压紧，按一下‘下箭头’键，可以看到仪器显示试块厚度为4.000mm，如果试块厚度测量值不为4.000mm请再进行校准，直到试块测量厚度为4.000mm。仪器完成校准，就可以正常投入使用。

3.10 测量厚度
先设置好声速，然后将耦合剂涂于被测处，将探头与被测材料耦合即可测量，如果耦合良好，屏幕显示耦合符号后就会显示被测物的厚度，拿开探头后，测量值保持显示，耦合标志消失。如下图：

说明：如果耦合标志不显示或闪烁表示耦合不良好，如果测量厚度值跳动表示测试手在动或者耦合不良好！！

3.11 测量声速
如果希望测量某种材料的声速，可利用已知厚度试块测量声速。先用游标卡尺或千分尺测量试块，准确读取厚度值。将探头与已知厚度试块耦合，选择声速测量界面，输入试块厚度值，确保探头没有晃动并耦合良好，然后按下‘菜单’键，这时仪器显示所测得的被测物的声速值。声速测量必须选择足够厚度的测试块，推荐最小壁厚为30mm。
例如：测量厚度为25.00mm材料的声速，操作如下：

说明：可以多次输入厚度值进行测量（重测）

3.12 厚度值存储
在进行测量的时候，如果测量值没有跳动，可以进行存储测量值，只要按下‘存储’键，就可以把当前测量的值存储到当前的文件夹中。

3.13 删除
可以把已经存有数据的文件夹的存储内容清除掉，以便存储其他新测测量数据，操作方法见3.6.2

3.14 背光
在测量界面，按一次‘上箭头’键背光打开，再按一次‘上箭头’键背光关闭。请尽可能不要打开背光，以便节约电池电能。

3.15 电池电量指示
在测量界面可以看到电池电量的使用情况。当电池电量显示还有一个小黑格时请立即更换电池，以避免电池漏液体损坏仪器。

3.16 关机
有两种关机方式，在测量界面按下电源键，仪器关机。如果开机状态3分钟内没有任何操作，仪器会自动关机。

4 测量技术
4.1 清洁表面
测量前应清除被测物体表面所有的灰尘，污垢和锈蚀物，铲除油漆等覆盖物。

4.2 提高粗糙度要求
过分粗糙的表面会引起测量误差，甚至仪器无法测量，测量前应尽量使被测材料表面光滑，可使用磨，抛，锉等方法使其光滑。还可使用高粘度耦合剂。

4.3 粗机加工表面
粗机加工表面（如车床或刨床）所造成的有规则的细槽也会引起测量误差，弥补方法同4.2，另外调整探头串音隔层板（穿过探头底面中心的金属薄层）与被测材料细槽之间的夹角，使隔层板与细槽相互垂直或平行，取读数的最小值作为测量厚度，可取得较好的效果。

4.4 测量圆柱型表面
测量圆柱型材料，如管子，油桶等，选择探头串音隔层板与被测材料轴线之间的夹角至关重要。简单地说，将探头与被测材料耦合，探头串音隔层板与被测材料轴线平行或垂直，沿被测材料轴线方向垂直地缓慢摇动探头，屏幕上的读数将有规则地变化，选择读数中的最小值，作为材料的准确厚度。
选择探头串音隔层板与被测材料轴线交角方向的标准取决于材料的曲率，直径较大的管材，选择探头串音隔板与管子轴线垂直，直径较小的管材，则选择与管子轴线平行和垂直两种方法测量，取读数中的最小值作为测量厚度。

4.5 复合外形
当测量复合外形的材料（如管子弯头处）时可采用5.4 介绍的方法，所不同的是要进行二次测量，分别读取探头串音隔板与轴线垂直与轴线平行的两个数值，其较小的一个数作为该材料在测量点处的厚度。
4.6 不平行表面
为了得到一个令人满意的超声响应，被测材料的另一表面必须与被测面平行或同轴，否则将引起测量误差或根本无读数显示。

4.7 材料的温度影响
材料的厚度与超声波传播速度均受温度的影响，若对测量精度要求较高时，可采用试块对比法，即用相同材料的试块在相同温度条件进行测量，并求得温度补偿系数，用此系数修正工件的实测值。

4.8 大衰减材料
对于一些如纤维，多孔，粗粒子材料，它们会造成超声波的大量散射和能量衰减，以致出现反常的读数甚至无读数（通常反常的读数小于实际厚度），在这种情况下，则说明该材料不适于用此测厚仪测试。

4.9 参考试块
对不同材料在不同条件下进行精确测量，校准试块的材料越接近被测材料，测量就越精确。理想的参考试块将是一组被测材料的不同厚度的试块，试块能提供仪器补偿校正因素（如材料的微观结构，热处理条件，粒子方向，表面粗糙等）。为了满足最大精度测量的要求，一套参考试块将是很重要的。
在大部分情况下，只要使用一个参考试块就能得到令人满意的测量精度，这个试块应具有与被测材料相同的材质和相近的厚度。取均匀被测材料用千分尺测量后就能作为一个试块。
对于薄材料，在它的厚度接近于探头测量下限时，可用试块来确定准确的低限。不要测量低于下限厚度的材料。如果一个厚度范围是可以估计的，那么试块的厚度应选上限值。
当被测材料较厚时，特别是内部结构较为复杂的合金等，应在一组试块中选择一个接近被测材料的，以便于掌握校准。
大部分锻件和铸件的内部结构具有方向性，在不同的方向上，其声速将会有少量的变化，为了解决这个问题，试块应具有与被测材料相同方向的内部结构，声波在试块中的传播方向也要与在被测材料中的方向相同。
在一定情况下，查已知材料的声速的功能，故可先测量出声速，再以此声速对工件进行测量。

4.10 测量中的几种方法
1—单测量法：在一点的测量
2—双测量法：在一点处用探头进行两次测量，两次测量中探头串音隔板要相互垂直。选择读数中的最小值作为材料的准确厚度。
3—多点测量法：在某一测量范围内进行多次测量，取最小值为材料厚度值。

4.11 探头的选择
见相关的选型表！！

4.12 探头串音隔板磨损对测量会造成影响，出现下列现象时应更换探头。
1—测量不同的厚度时，其测量值总显示某一值。
2—插上探头不进行测量就有耦合标志或测量值出现。

4.13 铸件测量
铸件测量有其特殊性。铸件材料的晶粒比较粗大，组织不够紧密，加上往往处于毛面状态就进行测量，因此使测量遇到较大的困难。
首先是晶粒的粗大和组织不致密性造成声能的极大衰减，衰减是由材料对声能的散射和吸收造成的。衰减的程度与晶粒尺寸和超声频率是有密切关系的，相同频率下衰减随晶粒直径的增加而增大，但有一最高点，超过这一点，晶粒直径再增大，衰减基本趋于一固定值。对于不同频率的衰减随频率的增大而增大。
其次，由于晶粒粗大和铸造中存在粗大异相组织时，将产生异常反射，即草状回波或树状回波，使测厚出现错误读数，造成误判。
另外，随着晶粒的粗大，金属结晶方向上的弹性各向异性表现得更为显著，从而使不同方向上声速造成差异，最大差异甚至可达5.5％。而且工件内不同位置上组织的致密性也不一致，这也将造成声速的差异。这些都将产生测量的不准确。因此对铸件测量要特别小心。
对铸件测量时应注意：
1. 在测量表面不加工的铸件时，必须采用粘度大的机油。黄油和水玻璃作耦合剂。
2. 最好用于待测物相同的材料，测量方向与待测物也相同的标准试块校准材料的声速。

5 测量误差的预防方法
5.1 超薄材料
使用任何超声波测厚仪，当被测材料的厚度降到探头使用下限以下时，将导致测量误差，必要时，最小极限厚度可用试块比较法测量。
当测量超薄材料时，有时会发生一种称为“双重折射”的错误结果，它的结果为显示读数是实际厚度的二倍，另一种错误结果被称为“脉冲包络，循环跳跃”它的结果是测量值大于实际厚度，为防止这类误差，测临界薄材时应重复测量核对。

5.2 锈斑，腐蚀凹坑等
被测材料另一表面的锈斑凹坑等将引起读数无规则地变化，在极端情况下甚至无读数，很小的锈点有时是很难发现的。当发现凹坑或感到怀疑时，这个区域的测量就得十分小心，可选择探头串音隔层板不同角度的定位来作多次测试。

5.3材料识别错误
当用一种材料校正了仪器后，又去测试另外一种材料时，将发生错误的结果，应注意选择正确的声速。

5.4探头的磨损
探头表面为丙烯树脂，长期使用会使粗糙度增高，导致灵敏度下降，用户在确定为此原因造成误差的情况下，可用砂纸或油石少量打磨探头表面使其平滑并保证平行度。如仍然不稳定，则需更换探头。

5.5 层迭材料，复合材料
要测量未经耦合的层迭材料是不可能的，因超声波无法穿透未经耦合的空间。又因超声波不能在复合材料中以匀速传播，所以用超声波反射原理测量厚度的仪器都不适应于测量层迭材料和复合材料。

5.6 金属表面氧化层的影响
有些金属可在其表面产生较密的氧化层，例如铝等，这层氧化层与基体间结合紧密，无明显界面，但超声波在这两种物质中的传播速度是不同的，故会造成误差，且氧化层厚度不同误差的大小也不同，请用户在使用的时候加以注意，可以在同一批被测材料中选择一块用千分尺或卡尺测量制成样块，对仪器进行校准。

5.7 反常的厚度读数
操作者应该具备辨别反常读数的能力，通常锈斑，腐蚀凹坑，被测材料内部缺陷都将引起反常读数。解决办法参考5.2、5.3

5.8 耦合剂的使用和选择
耦合剂是用来作为探头与被测材料之间的高频超声波能量传递的。如果选择种类或使用方法不当将有可能造成误差或耦合标志闪烁，无法测量。耦合剂应适量使用，涂抹均匀。
选择合适种类的耦合剂是重要的，当使用的光滑材料表面时，低粘度耦合剂（如随机配置的耦合剂，轻机油等）是很合适的。当使用在粗糙材料表面，或者垂直表面及顶面时，可使用粘度较高的耦合剂（如甘油膏，黄油，润滑脂等）。
各种配方的耦合剂我公司在各地有售。

6 注意事项
6.1 试块的清洁
由于使用随机试块对仪器进行检测时，需涂耦合剂，所以请注意防锈。使用后将随机试块擦净。气温较高时不要沾上汉液。长期不使用应该在随机试块表面涂上少量的油脂防锈，当再次使用时，将油脂擦净后，即可进行正常工作。

6.2 机壳的清洁
酒精.稀释液等对机壳有腐蚀作用（尤其是视窗），故清洗时，用少量清水轻轻擦拭即可。

6.3 探头的保护
探头表面为丙烯树脂，对粗糙表面的重划很敏感，因此在使用中应轻按。测粗糙表面时，尽量减少探头在工作表面的划动。
常温测量时，被测物表面不应超过60℃，否则探头不能再用。
油.灰尘的附着会使探头线逐渐老化，断裂，使用后应清除线缆上的污垢。

6.4 电池的更换
出现低电压指示后，应该立即更换电池，按下述方式进行：
a.关机
b.逆时针方向旋出电池盖
c.取出电池，按仪器壳后面所示极性放入新电池，再顺时针方向旋进与端盖平。
d.仪器长时间不使用应该把电池取出，以免电池漏液，损坏仪器！
6.5 严格避免碰撞，潮湿等。

7 维修
7.1 测量值误差过大时，请进行校正。
7.2 如果出现以下问题请与重庆里博仪器有限公司维修部门联系：
A 仪器器件损坏，不能测量
B 显示屏幕不正常。
C 正常使用时误差过大。
D 键盘操作失灵或者混乱。
7.3 非专业维修人员，不能自行拆卸修理。

附表1
各种材料声速表
材料
声速（m/s）
铝
6340--6400
钢
5920
不锈钢
5740
黄铜
4399
铜
4720
铁
5930
铸铁
4400--5820
铅
2400
尼龙
2680
银
3607
金
3251
锌
4170
钛
5990
锡
2960
丙烯酸（类）树脂
2760
环氧树脂
2540
冰
3988
镍
5639
树脂玻璃
2692
聚苯乙烯
2337
陶瓷
5842
聚氯乙烯
2388
石英
5639
硫化橡胶
2311
聚四氟乙烯
1422
水
1473

21