一种基于超声波的涂层厚度测量方法与流程

1.本发明涉及一种基于超声波的涂层厚度测量方法，属于涂层厚度测量领域。


背景技术：

2.为使工件更防腐或耐一定环境因素，往往在工件表面涂敷或喷涂一定厚度的涂层，将工件与所接触的环境隔离开来。而所涂敷或喷涂的涂层厚度则是一项关键指标，往往需要无损测量控制。目前无损测量方法主要是采用超声波法，超声波法是利用了超声波脉冲反射的特点，当一束固定频率的超声波经过界面时会发生反射，而超声波在特定介质中的传播速度是固定的，这样通过精确测量超声波在介质界面反射所传播的时间，就可以确定被测介质的厚度。但是超声波仪器在记录回波时，会首先记录探测头初始发出的超声波信号，即在超声波波形图的始波位置会出现杂波，从而形成测量盲区。当待测涂层的厚度较薄使时，超声波经过涂层与工件基体界面产生的回波时间较短，该回波在超声波波形图形成的特征反射波会与上述杂波重叠，无法清楚分辨涂层与工件基体界面产生回波时刻，因此也无法确定较薄涂层的准确厚度。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决传统超声波法无法准确测量较薄厚度涂层的问题，而提供一种基于超声波的涂层厚度测量方法。
4.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
5.本发明的一种基于超声波的涂层厚度测量方法，具体测试步骤为：
6.1)在被测涂层的表面设置一个辅助水层，所述辅助水层的高度大于超声波在水传播速度与和涂层中传播速度之比；
7.2)将所述超声波探测仪的探测头安装在所述辅助水层的上方，使所述超声波探测仪的探测头与所述辅助水层的水平面齐平；
8.3)开启所述超声波探测仪后得到超声波波形图，记录超声波波形图中第一个特征反射波波峰所在时刻t1和第二个特征反射波波峰所在时刻t2；通过式(一)可得出待测涂层的厚度；
9.s＝c
×
1/2(t2
‑
t1)(一)
10.式中，s为待测涂层的厚度；c为超声波在待测涂层中的传播速度。
11.工作原理
12.本发明的涂层厚度测量装置，采用超声波测试原理，在被测涂层的表面设置一个辅助水层；当超声波经过水层后在水层与被测涂层的界面上发生部分反射，产生第一个界面回波；剩余的超声波穿过涂层厚度到达涂层与工件基体的界面后，再次发生部分反射，产生第二个界面回波；两次界面回波之间的时间差，即为超声波在涂层中来回传播一次的时间，再根据超声波在涂层中的特定传播速度，即可获得待测涂层厚度。
13.有益效果
14.本发明的涂层厚度测量方法，操作简便快捷，无涂层厚度限制，可对较薄涂层的厚度值进行准确测量。
附图说明
15.图1为本发明测量方法采用设备的结构示意图；
16.图2为本发明测量方法测试时得到的波形示意图；
17.图中，1
‑
探测头；2
‑
辅助水囊；3
‑
超声波主机；4
‑
待测涂层；
具体实施方式
18.下面结合附图和实施例对本发明的内容作进一步描述。
19.实施例
20.本发明的一种基于超声波的涂层厚度测量方法，该方法采用的设备如图1所示，包括超声波探测仪和辅助水囊2；
21.所述辅助水囊2为下端开口的筒形支撑件，所述辅助水囊2上端底板上开有探测头连接孔，所述辅助水囊2上端底板至开口端的距离大于超声波在水传播速度与和待测涂层4中传播速度之比；
22.所述超声波探测仪包括超声波主机3和从所述超声波主机3引出的探测头1；
23.具体测试步骤为：
24.1)将所述辅助水囊2紧贴放置在待测涂层4的上方，且在所述辅助水囊2内充满水；
25.2)将所述超声波探测仪的探测头1安装在所述辅助水囊2上端底板的探测头1连接孔内，使所述超声波探测仪的探测头1与所述辅助水囊2上端底板齐平；
26.3)开启所述超声波探测仪后得到超声波波形图，所述超声波波形示意图如图2所示，记录超声波波形图中第一个特征反射波波峰所在时刻t1和第二个特征反射波波峰所在时刻t2；通过式(一)可得出待测涂层4的厚度；
27.s＝c
×
1/2(t2
‑
t1)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(一)
28.式中，s为待测涂层4的厚度；c为超声波在待测涂层4中的传播速度。


技术特征：
1.一种基于超声波的涂层厚度测量方法，其特征是具体测试步骤为：1)在被测涂层的表面设置一个辅助水层，所述辅助水层的高度大于超声波在水传播速度与和涂层中传播速度之比；2)将所述超声波探测仪的探测头安装在所述辅助水层的上方，使所述超声波探测仪的探测头与所述辅助水层的水平面齐平；3)开启所述超声波探测仪后得到超声波波形图，记录超声波波形图中第一个特征反射波波峰所在时刻t1和第二个特征反射波波峰所在时刻t2；通过式(一)可得出待测涂层的厚度；s＝c
×
1/2(t2
‑
t1)(一)式中，s为待测涂层的厚度；c为超声波在待测涂层中的传播速度。

技术总结
本发明公开了一种基于超声波的涂层厚度测量方法，首先在被测涂层的表面设置一个辅助水层，所述辅助水层的高度大于超声波在水传播速度与和涂层中传播速度之比；然后将所述超声波探测仪的探测头安装在所述辅助水层的上方，使所述超声波探测仪的探测头与所述辅助水层的水平面齐平；最后通过所述超声波探测仪后得到超声波波形图，记录超声波波形图中第一个特征反射波波峰所在时刻t1和第二个特征反射波波峰所在时刻t2；得出待测涂层的厚度。本发明的涂层厚度测量方法，可对较薄涂层的厚度值进行准确测量。行准确测量。行准确测量。


技术研发人员：庞瑞强 张晓丽 郭刚虎 武子洁 马城 杨东星 董平 赵淑荟 陈辰 单佳鑫 赵平平 张俊杰 顾卓敏 胡晓兵 黄军平 武云琳
受保护的技术使用者：晋西工业集团有限责任公司
技术研发日：2021.06.29
技术公布日：2021/11/16