本發(fā)明主要用于測厚，可用于管道、容器壁厚檢測，也可用于金屬件內(nèi)部探傷等。

背景技術(shù)：

目前很多行業(yè)都需要對工件、設(shè)備等進(jìn)行厚度測量，或者對內(nèi)部進(jìn)行探傷等。超聲波測厚技術(shù)是一種常用的測厚技術(shù)，其技術(shù)的原理如下：

1、將超聲波探頭安裝在被測件表面，利用超聲波探頭激發(fā)出超聲波，使超聲波在被測件中傳播，當(dāng)超聲波遇到被測件底面時(shí)就會(huì)有部分超聲波反射回來并被超聲波探頭所接收，測量出超聲波在被測件中的傳播時(shí)間T，然后利用超聲波的聲速V，即可計(jì)算出被測件的厚度，公式如下：

D=VT/2

公式中的D代表被測件的厚度。

由這個(gè)公式可以知道，為了準(zhǔn)確測量得到被測件的厚度，需要準(zhǔn)確知道超聲波在被測件中的傳播時(shí)間T，同時(shí)也必須準(zhǔn)確知道超聲波的聲速V。當(dāng)前的技術(shù)可以非常準(zhǔn)確地測量出超聲波的傳播時(shí)間，但是超聲波在不同的材料中的傳播速度是不一樣的，而且溫度的變化也會(huì)改變超聲波的聲速，目前傳統(tǒng)的超聲波測厚儀都采用一個(gè)統(tǒng)一的超聲波聲速來計(jì)算被測件的厚度，無法校正由于聲速改變引起的測量誤差。顯然傳統(tǒng)的超聲波測厚技術(shù)非常容易受到干擾，精度難以保證。

本專利旨在提出一種帶有自校正功能的超聲波測厚技術(shù)，能夠有效消除聲速變化對測量造成的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本專利主要是針對目前傳統(tǒng)的超聲波測厚技術(shù)需要將超聲波的聲速納入壁厚計(jì)算，檢測結(jié)果容易受到外界因素影響這一問題，提出了一種具有自校正功能的超聲波測厚技術(shù)。

為了消除聲速變化對超聲波測厚帶來的影響，本發(fā)明中創(chuàng)新性地引入了一個(gè)校正塊。該校正塊的材料與被測件的材料一致，校正塊的厚度可以精確測量得到，命名為D₁。校正塊的上端面固定安裝一個(gè)超聲波探頭，同時(shí)作為超聲波激勵(lì)端以及超聲波接收端。對被測件進(jìn)行測量時(shí)，將校正塊的下表面通過耦合劑與被測件接觸，使超聲波能夠更多地傳播進(jìn)入被測件。超聲波探頭激發(fā)出超聲波，與此同時(shí)系統(tǒng)開始計(jì)算超聲波的傳播時(shí)間。激發(fā)的超聲波首先在校正塊里傳播，當(dāng)超聲波碰到校正塊的下表面時(shí)，一部分超聲波會(huì)反射回來被超聲波探頭所接收到，并記錄下信號接收時(shí)間，將該時(shí)間命名為T₁；一部分超聲波會(huì)發(fā)生透射，然后進(jìn)入被測件繼續(xù)傳播，當(dāng)這部分超聲波碰到被測件底部時(shí)，又有一部分超聲波反射回來，并最終被超聲波探頭所接收，同樣記錄下信號接收時(shí)間，將該時(shí)間命名為T₂。此時(shí)，利用下面的公式即可求出被測件的厚度：

D₂=D₁（T₂-T₁）/T₁

式中，T₁為超聲波探頭接收到校正塊反射波的時(shí)間；T₂為超聲波探頭接收到被測件反射波的時(shí)間；D₁為校正塊的厚度，D₂為被測件的厚度。

該公式只需準(zhǔn)確測量出校正塊的厚度、以及超聲波在校正塊和被測件中的穿行時(shí)間即可求出被測件的厚度，不包含聲速，也即是該方法避免了超聲波聲速變化對測量造成的影響，達(dá)到了自校正的目的。

本發(fā)明的有益效果：利用超聲波技術(shù)測厚時(shí)，當(dāng)超聲波聲速發(fā)生了改變，校正塊可以有效消除掉聲速變化的影響，保證了檢測精度。

附圖說明

圖1 自校正超聲波測厚技術(shù)原理

圖2 自校正超聲波測厚技術(shù)接收反射超聲波時(shí)間

圖3 超聲波在校正塊里的穿越時(shí)間

圖4 超聲波在校正塊和被測件中的穿越時(shí)間。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例詳述如下：

本發(fā)明是一種具有自校正功能的超聲波測厚技術(shù)，具體實(shí)施步驟如下：

（1）選取一塊厚度為10mm的金屬平板作為被測對象，該金屬平板的材料為20號碳鋼。選用20號碳鋼加工了一個(gè)校正塊，該校正塊的形狀為圓柱形，直徑為10mm，厚度為25mm。

（2）將一超聲波探頭對稱固定安裝在校正塊的上端面。

（3）在校正塊的下表面涂抹耦合劑，用于測量金屬平板的厚度。

（4）利用加熱器加熱被測金屬平板，用于改變超聲波在金屬平板中的傳播速度，同時(shí)由于熱傳遞效應(yīng)，校正塊也同時(shí)被加熱了，兩者的溫度一致。

（5）利用本發(fā)明中設(shè)計(jì)的自校正超聲波測厚系統(tǒng)和普通的超聲波測厚系統(tǒng)分別測量不同溫度下的金屬平板，測量結(jié)果如下：

注：壁厚1為自校正超聲波測厚系統(tǒng)的檢測結(jié)果，壁厚2為傳統(tǒng)超聲波測厚系統(tǒng)的檢測結(jié)果?？梢?，由于溫度改變了超聲波在被測件中的傳播速度，傳統(tǒng)的超聲波測厚技術(shù)的檢測精度很低，但是本發(fā)明提出的自校正超聲波測厚系統(tǒng)則有效消除了超聲波聲速變化的影響，保持了很好了檢測精度。