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標題: 帶多次底波法涂層測厚想到的超聲回波干涉的原理討論 [打印本頁]
      

      
作者: wjjxuey    時間: 2014-5-5 16:17
      
標題: 帶多次底波法涂層測厚想到的超聲回波干涉的原理討論
       本帖最后由 wjjxuey 于 2014-5-6 15:21 編輯 
      

      
記得在帶涂層測量工件的厚度時應用的多次底波法消去在涂層中傳輸的時間來取得工件的厚度，當時記得應該是有一個注意點，在涂層厚度小于超聲波的波長時，涂層中的聲波會有干涉/迭加發生以致在涂層與金屬母材界面不能形成清晰的回波。對于這個原理，我翻閱了特檢超聲教材（第二版），在書中有兩處提到了這一相似的問題，但對于具體的傳輸特性等并沒有詳細的信息。
      
大家有類似的關于聲波傳輸，介質，干涉/迭加等方面的資料可以參考？
      

      
這個是我偶而編輯的草稿，沒想一不留神點了發表，抱歉各位！
      

      
作者: luolang1314    時間: 2014-5-5 19:57
      
當涂層厚度小 于一較薄值時，這時候聲波的傳輸會出現非線性變化，且能量分布也會變得與較厚介質不一樣。所以鐵磁性材料或導電材料涂層測厚會考慮利用電磁原理進行檢測。我沒有看到這方面的資料。但是相關的現象有些資料會有少許介紹。我想非線性聲學可能會涉及到這一塊，對于不容易工業應用的研究，估計不會太多的。
      
涂層厚度在什么范圍內超聲波測厚義可檢？測厚儀生產廠家可能會有一些實驗資料的。
      
作者: 糟老頭子    時間: 2014-5-5 22:56
      
不太明白樓主的意思，可以詳細描述下需要檢測的對象嗎？基材和涂層的材料以及厚度范圍，表面是否平整，需要在哪面測量，是測量基材厚度還是涂層厚度亦或是都要測量？
      
關于沙發的回復，我只知道在使用雙晶探頭或TOFD時厚度和躍渡時間存在非線性關系，對于薄層還沒聽說過，我個人認為并不存在非線性，可否提供些“當涂層厚度小 于一較薄值時，這時候聲波的傳輸會出現非線性變化”的資料看看呢？謝謝了！
      
個人覺得使用電磁感應原理（不知指的是渦流還是霍爾效應，在這里分析下渦流）測量導電材料上的非導電涂層厚度比超聲波有優勢是因為很小的提離（即為非導電涂層厚度變化引起探頭和基材距離的增加）可以引起線圈的感應電阻發生大的變化（距離增加，感應電流減小，所以感應電阻減小，鐵磁性材料除外），而且渦流可以測量很小的涂層厚度，看到過的資料上說渦流測量涂層厚度在0.5至25μm可以達到10%至4%的精度。
      
使用奧林巴斯的38dl，開啟穿透涂層功能，涂層可以被有效測量的下限約為0.125mm。
      
作者: 楓林晚    時間: 2014-5-6 08:23
      
沒搞明白樓主到底要啥
      
作者: nde7225030    時間: 2014-5-6 12:36
      

      
作者: wjjxuey    時間: 2014-5-6 15:18
      
感謝樓上幾位的回復。我的意思是超聲波在薄層的傳輸（薄層厚度是波長數量級或更小），發射波與回波的干涉 迭加等特性，有無相關的文章參考。
      
作者: 糟老頭子    時間: 2014-5-6 21:18
      
建議樓主如果有條件了做一下如下的實驗，可能會有助于理解：
      
找一個高頻窄帶探頭，一臺可以選擇射頻模式的探傷儀，一個表面光滑且沒有涂層的小鋼塊，準備一盆水（工件表面距離水層上表面大約10mm）。
      
把工件放入水中，連接上探頭，調節好儀器，把探頭放到工件表面開始觀察水與工件的界面回波，探頭慢慢遠離工件。。。
      
這樣對于理解你的問題可能有幫助
      
作者: 糟老頭子    時間: 2014-5-7 12:37
      
上述實驗有一點忘記說了：請使用帶延遲塊的探頭，觀察波形時要觀察延遲塊的底面回波和水與工件的上表面回波。
      
作者: 糟老頭子    時間: 2014-5-7 15:17
      
我以前做過這樣的實驗，并沒有用加持裝置，只是單純用手移動探頭的。水層距離可以觀察A掃描信號看出來的。
      
之前做的是有機玻璃塊和碳鋼之間遇到水層的反射情況，沒有用同聲阻抗的材料測試。
      
有機會我再做下這個實驗，然后發布到論壇上供大家參考。
      
作者: gybway    時間: 2014-5-7 22:33
      

      luolang1314 發表于 2014-5-5 19:57
      
當涂層厚度小 于一較薄值時，這時候聲波的傳輸會出現非線性變化，且能量分布也會變得與較厚介質不一樣。所 ...

      
luo工，您好！
      
   能否請教一下測厚儀在不去掉涂層測量工件厚度的原理？例如http://www.ge-mcs.com/zh/ultrasound/thickness-gauges/dm5e-series.html這款儀器的
      
涂層下的厚度測量功能
      
作者: gybway    時間: 2014-5-7 22:34
      

      糟老頭子 發表于 2014-5-7 15:17
      
我以前做過這樣的實驗，并沒有用加持裝置，只是單純用手移動探頭的。水層距離可以觀察A掃描信號看出來的。
      
 ...

      
能否請教一下測厚儀在不去掉涂層測量工件厚度的原理？例如http://www.ge-mcs.com/zh/ultrasound/thickness-gauges/dm5e-series.html這款儀器的
      
涂層下的厚度測量功能
      

      
作者: gybway    時間: 2014-5-7 22:34
      

      楓林晚 發表于 2014-5-6 08:23
      
沒搞明白樓主到底要啥

      
能否請教一下測厚儀在不去掉涂層測量工件厚度的原理？例如http://www.ge-mcs.com/zh/ultrasound/thickness-gauges/dm5e-series.html這款儀器的
      
涂層下的厚度測量功能
      

      
作者: 糟老頭子    時間: 2014-5-7 22:42
      

      gybway 發表于 2014-5-7 22:34
      
能否請教一下測厚儀在不去掉涂層測量工件厚度的原理？例如http://www.ge-mcs.com/zh/ultrasound/thicknes ...

      
假設涂層在探頭側，測量工件底面一次回波到二次底面回波即可
      

      
作者: luolang1314    時間: 2014-5-8 09:06
      

      gybway 發表于 2014-5-7 22:33
      
luo工，您好！
      
   能否請教一下測厚儀在不去掉涂層測量工件厚度的原理？例如http://www.ge-mcs.com/zh/ul ...

      
不去掉涂層測量工件厚度的原理并不復雜。只要超聲波能穿透涂層，利用二次回波聲時信息（前沿或波峰）減去一次回波聲時信息，然后乘以該材料的聲速，即可得到工件厚度。實際檢測中，也是利用該原理扣除耦合介質的影響的，所以原理并不復雜。
      
比較難以實現的是，對涂層信號進行分析，對探頭和儀器的分辨力要求比較高。我公司采用奧林巴斯的測厚儀，有三種測量模式。
      

      
作者: wjjxuey    時間: 2014-5-12 17:05
      

      gybway 發表于 2014-5-7 22:33
      
luo工，您好！
      
   能否請教一下測厚儀在不去掉涂層測量工件厚度的原理？例如http://www.ge-mcs.com/zh/ul ...

      


      
脈沖反射法的簡單示意圖如下，為明晰看清圖，傳輸路徑作了傾斜處理。由于涂層界面不能形成清晰的界面回波，故此不能用簡單的t=T1/v來處理，只能通過消去法處理。不知我的理解正確否？不當請指正！
      
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