FTFT超声波测厚仪使用说明书Word格式.docx

FTFT超声波测厚仪使用说明书Word格式.docx

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●具有自动休眠、自动关机等节电功能；

●（仅FT120）带有RS232接口，可以方便、快捷地与PC机进行数据交换。

可以连接到微型打印机（厂家指定型号）打印测量报告。

●（仅FT120）可选择配备微机软件，具有传输测量结果、测值存储管理、测值统计分析、打印测值报告等丰富功能；

●小巧、便携、可靠性高，适用于恶劣的操作环境，抗振动、冲击和电磁干扰；

1.3工作原理

本超声波测厚仪对厚度的测量，是由探头产生超声波脉冲透过耦合剂到达被测体，一部分超声信号被物体底面反射，探头接收由被测体底面反射的回波，精确地计算超声波的往返时间，并按下式计算厚度值，再将计算结果显示出来。

式中：

H－测量厚度；

v－材料声速；

t－超声波在试件中往返一次的传播时间。

1.4仪器配置

表1.1仪器配置

序号

名称

数量

备注

标准配置

1

主机

1台

2

标准探头（5MHz）

1只

3

耦合剂

1瓶

4

ABS仪器箱

5

随机资料

1份

6

AA（5号）尺寸碱性电池

2只

7

8

可选配置

9

粗晶探头（2.5MHz）

10

微径探头（7MHz）

11

高温探头（5MHz）

12

微型打印机

计算机上应用（仅FT120）

13

打印线缆

1条

14

数据管理软件

1套

15

通讯线缆

表1.2探头选择

型号

频率

（MHz）

探头

直径

测量范围

最小管径

特性描述

粗晶探头

N02

2.5

14mm

3.0mm～300.0mm（钢）

40mm以下（灰铸铁HT200）

20mm

用于铸铁等粗晶材质的测量

标准探头

N05

10mm

1.0mm～230.0mm（钢）

Φ20mm×

3.0mm

通用

N05/90°

微径探头

N07

6mm

0.75mm～80.0mm（钢）

Φ15mm×

2.0mm

用于薄壁及小弧面的测量

高温探头

HT5

3～200mm（钢）

30mm

用于温度小于300℃的材料的测量

1.5工作条件

环境温度：

操作温度－20℃～＋50℃；

存储温度：

-30℃～＋70℃

相对湿度≤90％；

周围环境无强烈振动、无强烈磁场、无腐蚀性介质及严重粉尘。

2结构与外观

1外壳2键盘3液晶屏4发射插座5接收插座

6校准厚度块7通讯插座（仅FT120）

8铭牌9电池仓盖10超声探头（简称探头）

2.3主显示界面

仪器开机后会自动进入主显示界面，如下图所示：

耦合状态：

探头与被测工件的耦合状态

单位制式：

MM、M/S（公制时），或者IN、IN/μS（英制时）

电池电量：

电池剩余电量显示

信息显示：

显示厚度测量值，以及简单的操作提示信息。

2.4键盘定义

仪器开关键

参数修改/打印键

背光开关键

确认键

探头校零键

数值增加键

单位制切换/退出键

数值减小键

数据存储/删除键

3测量前的准备

3.1仪器准备

新购仪器请参照装箱单仔细查对仪器及附件，不全时请及时与厂家联系。

3.2探头选择

根据被测对象的厚度及形状来选择探头。

选择的依据请参考本手册1.4的表1.2：

探头选择。

3.3被测工件的表面处理

若被测体表面很粗糙或锈蚀严重，请用以下方法处理：

●在被测体表面使用耦合剂；

●利用除锈剂、钢丝刷或砂纸处理被测体表面

●在同一点附近多次测量

4仪器使用

4.1仪器开、关机

1）将探头插头插入仪器探头插座中；

2）按

键，伴随着开机蜂鸣声，仪器屏幕显示开机画面后自动进入测量界面，并显示当前仪器中设置的声速值，此时仪器的各参数为上次关机前使用的参数；

在开机状态下，按

键可以实现关机操作。

4.2探头零点校准

在每次更换探头、改变声速、更换电池、环境温度变化较大或者测量出现偏差时应进行探头校准。

此步骤对保证测量准确度十分关键。

如有必要，可重复多次。

步骤如下：

1）按

键，操作提示显示当前探头型号设置；

键及

键，设定为正在使用的探头型号；

3）测量仪器上提供的标准试块（（4.00±

0.01）mm，当声速为5920m/s时）；

4）仪器显示校准测量值（（4.00±

0.01）mm，当声速为5920m/s时），校准过程完毕。

注意！

只限于将探头耦合在仪器面板上的标准试块上进行校准，而不得在其它任何试块上使用此键，否则将引起测量错误。

4.3声速设置

当已知材料的声速时，可以利用仪器提供的声速调节功能，并依据附表中的参考声速值，调整仪器的内置声速值。

操作方法为：

键，进入仪器参数调整状态；

此时屏幕上的“MM”或者“IN”开始闪烁。

2）再次按

键，M/S或者IN/μS开始闪烁。

3）按

键在仪器内置的声速值之间切换；

或者按

键修改声速值；

4）按

键结束仪器参数调整状态。

4.4声速测量

在被测材料的声速未知时，可利用仪器提供的声速测量功能计算材料的声速值。

请注意，利用这一功能时，请用户使用与被测材料同质并已知厚度的试块。

具体操作过程如下：

1）首先进行一次探头零点校准

2）测量已知厚度试块的厚度值；

键调整该测量值到实际已知厚度值；

5）按

仪器现在显示的声速即为计算后的声速测量值。

6）再次按

键结束仪器参数调整状态

4.5两点校准

两点校准可以同时校准探头零点和材料声速，从而提高厚度测量精度。

选择与被测物的材料、声速及曲率相同的两个标准试块，其中一个试块的厚度等于或略高于使用中实际测量范围的上限（试块A），另一个试块的厚度尽可能接近测量范围的下限（试块B）。

操作步骤为：

2）测量试块A的厚度值；

键调整该测量值到试块A的实际已知厚度值；

键，屏幕上显示“1OF2”的提示信息，提示继续测量下一个厚度值；

6）测量试块B的厚度值；

7）按

键调整该测量值到试块B的实际已知厚度值；

8）按

9）再次按

4.6厚度测量

将耦合剂均匀涂于被测区域，将探头与被测材料表面紧密耦合，屏幕将显示被测区域的测量厚度。

当探头与被测材料良好耦合时，屏幕将显示耦合标志，如果耦合标志闪烁或无耦合标志则表示耦合状况不好。

移开探头后，耦合标志消失，厚度值保持。

4.7设置测厚模式

该仪器有两种测厚模式：

单点模式和扫描模式。

单点模式：

将仪器的探头耦合到被测工件上，仪器就会测出该点处的厚度。

扫描模式：

将探头耦合到工件上并沿工件表面移动，当探头被拿起时，仪器就会闪烁显示所扫查区域内的最小厚度值，5秒钟后停止闪烁（屏幕闪烁显示厚度值时，表示本次扫描测量尚未结束，可以继续测量）。

单点模式的测量频率为每秒钟4次，扫描模式的测量频率为每秒钟10次，后者快于前者。

测厚模式的改变可以通过下面的操作来实现：

按

键改变当前设置，屏幕显示改变后的测厚模式，单点模式显示为：

SCANOFF，扫描模式显示为：

SCANON。

4.8设置显示分辨率（测量精度）

对于最高分辨率为0.01mm的超声波测厚仪型号（如FT120），用户可根据实际情况手动调整所需要的测量精度。

在选择高精度时，要求被测工件的表面比较光滑，以便测量得到精确的数据。

当测量粗糙表面或者粗晶材料时建议使用低精度。

设置方法：

开机时，按住

键的同时按下

键，仪器的显示分辨率会在0.1mm和0.01mm之间进行切换。

4.9改变单位制式

该仪器可以公制或者英制显示厚度和声速。

在厚度测量过程中，按

键可以改变单位制式，在公制（厚度：

mm,声速:

m/s）和英制（厚度：

inch,声速:

inch/μS）之间进行切换。

4.10存储功能

4.10.1存储测量值

仪器中将存储单元分成20个文件（F00-F19）,每个文件可存储最多100个厚度测量值。

厚度测量后可直接按

键将测量值存入当前文件中；

如果要改变当前文件的名称，需要按下述步骤进行：

1）在厚度测量状态下，按

键，屏幕显示当前文件名称（例如：

F02）和当前文件中的记录总数。

键改变当前文件名称。

键结束操作。

存储厚度值时，如果当前文件中的记录总数已经达到100个，则仪器会自动取消本次存储操作，并且屏幕会显示“FULL”提示信息。

4.10.2清空文件

如果要清空某个文件中的所有已存储内容，则需要按照下述步骤进行：

键，屏幕显示当前文件名称和当前文件中的记录总数。

键选择要清空的文件名称。

键清空选定的文件。

屏幕同时显示“-DEL”提示信息。

4.10.3查看/删除存储记录

仪器中存储的厚度值可以调出查看，也可以删除某个厚度记录。

操作方法如下：

键选择要查看的记录所在的文件名称。

键进入选定的文件。

屏幕显示出该文件中的当前记录编号（如：

L012），以及该记录的内容。

键选择要查看的记录编号，该记录的内容和记录编号交替显示在屏幕上。

键删除该记录。

6）按

或

4.11厚度值打印

（仅FT120具有该功能）可以通过打印线缆连接到微型打印机（厂家指定型号）打印厚度报告。

将打印线缆的一端的圆形插头插入主机左侧的RS232通信插座中,将另一端插头插入微型打印机的通讯口。

然后：

1）将仪器和微型打印机上电开机。

2）在厚度测量状态下，按

键选择要打印的文件名称。

键打印选定的文件。

4.12警示声音设置

设为【开】时，在每次按键、测量完成、测量值超出测量限、删除数据等情况下蜂鸣器都会长鸣一声。

警示声音设置的改变可以通过下面的操作来实现：

在厚度测量模式下，按

键改变当前设置，屏幕显示警示声音当前设置，【开】显示为：

BEEPOFF，【关】显示为：

BEEPON。

4.13背光功能

仪器液晶屏带有EL背光功能，以便在光线昏暗处可以阅读测量值。

由于背光打开后，仪器功耗明显增加，所以请在必要的时候才打开背光，以节约用电，延长电池使用时间。

按

键可以打开或者关闭背光。

4.14电池电量指示

仪器主机内装有串联连接的2节AA尺寸（5号）碱性电池。

电池电量充足时，电量指示符号满格显示；

电池用过一段时间后，电池符号会显示为非满格；

电池接近用完时，电池符号会闪动显示

，此时应该立即更换电池。

4.15自动关机

●仪器具有自动关机功能，以节省电池电能。

●如果在5分钟内既没有测量，也没有任何按键操作，仪器会自动关机，在关机前液晶屏幕会闪烁显示20秒，这时按除

键外的任意键，或者进行一次测量操作，都可以使液晶屏幕停止闪动并停止关机操作。

●当电池电压过低时，仪器会自动关机。

4.16恢复出厂设置

开机时，按住

键，仪器的所有测量参数和系统设置将恢复到出厂状态，仪器内部存储的测量数据也将同时被清空。

4.17与PC机通讯

（仅FT120具有该功能）将通讯电缆一端的圆形插头插入主机通讯板上的RS232通信插座中,将另一端插头插入计算机的串行口（COM）中。

在PC机上运行DataPro数据管理软件，按照DataPro数据管理软件操作手册的指引，可以对仪器内存储的数据下载到PC机中，并可以进行后续的数据处理、保存、打印等操作。

5测量应用技术

5.1测量方法

●单点测量法：

在被测体上任一点，利用探头测量，显示值即为厚度值。

●两点测量法：

在被测体的同一点用探头进行二次测量，在二此测量中，探头的分割面成90o，较小值为厚度值。

●多点测量法：

在直径约为30mm的圆内进行多次测量，取其最小值为厚度值。

●连续测量法：

用单点测量法，沿指定线路连续测量，其间隔不小于5mm，取其中最小值为被测体厚度值。

5.2管壁测量法

测量时，探头分割面可分别沿管材的轴线或垂直管材的轴线测量。

若管径大时，测量应在垂直轴线的方向测量；

管径小时，应在二方向测量，取其中最小值为厚度值。

6维护及注意事项

6.1电源检查

电池容量接近用完或用完时，应该及时更换电池，以免影响测量精度。

仪器长时间不使用时应将电池取出，以免电池漏液，腐蚀仪器盒与电极片。

注意电池安装时的正负极性！

极性颠倒可能导致仪器损坏！

6.2一般注意事项

●应避免仪器及探头受到强烈震动；

●避免仪器置于过于潮湿的环境中；

●插拔探头时，应捏住活动外套沿轴线用力，不可旋转探头，以免损坏探头电缆芯线。

●油、灰尘的附着会使探头线逐渐老化、断裂，使用后应清除缆线上的污垢。

6.3测量中注意事项

●测量时，只有出现耦合图标并稳定时，才是良好的测量；

●若被测体表面有大量耦合剂时，当探头离开被测体表面时，耦合剂会引起误测。

因此测量结束时，应迅速将探头移开被测体表面。

●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。

●若探头磨损，测量会出现示值不稳，此时应更换探头。

6.4标准试块的清洁

由于使用标准试块对仪器进行校准时，需涂耦合剂，所以请注意试块的防锈。

使用后将标准试块擦干净。

气温较高时不要沾上汗液。

长期不使用应在随机试块表面涂上少许油脂防锈，当再次使用时，将油脂擦净后，即可进行正常工作。

6.5机壳的清洁

酒精、稀释液等对机壳尤其是视窗有腐蚀作用，故清洗时，用少量清水轻轻擦拭即可。

6.6仪器维修

当仪器出现非正常现象（如仪器损坏，不能测量；

液晶显示不正常；

正常使用时，误差过大；

键盘操作失灵或混乱等）时，请用户不要拆卸或调节任何固定装配之零部件，请填妥保修卡后，交由我公司维修部门，执行保修条例。

7贮存与运输条件

●贮存时应远离振动、强烈磁场、腐蚀性介质、潮湿、尘埃，应在常温下贮存。

●运输时在保证原包装的状态下，可在三级公路条件下进行。

材料

声速

in/μs

m/s

铝

Aluminum

0.250

6340-6400

钢

Steel,common

0.233

5920

不锈钢

Steel,stainless

0.226

5740

黄铜

Brass

0.173

4399

铜

Copper

0.186

4720

铁

Iron

5930

铸铁

CastIron

0.173-0.229

4400－5820

铅

Lead

0.094

2400

尼龙

Nylon

0.105

2680

银

Silver

0.142

3607

金

Gold

0.128

3251

锌

Zinc

0.164

4170

钛

Titanium

0.236

5990

锡

Tin

0.117

2960

丙烯酸（类）树脂

0.109

2760

环氧树脂

Epoxyresin

0.100

2540

冰

Ice

0.157

3988

镍

Nickel

0.222

5639

树脂玻璃

Plexiglass

0.106

2692

陶瓷

Porcelain

0.230

5842

聚氯乙烯

PVC

2388

石英

Quartzglass

硫化橡胶

Rubber,vulcanized

0.091

2311

水

Water

0.058

1473

附录A材料声速

注：

所列的声速均为近似值，仅供参考。

附录B超声测厚中的常见问题与处理方法

B.1表面状况对测量结果的影响

B.1.1表面覆盖物

测量前应清除被测物体表面所有的灰尘、污垢及锈蚀物，铲除油漆等覆盖物。

B.1.2粗糙表面

过于粗糙的表面会引起测量误差，甚至仪器无读数。

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。

B.1.3粗加工表面

粗加工表面（如车床或刨床）所造成的有规则的细槽也会引起测量误差，处理方法同上。

另外调整超声探头串音隔层板（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，取读数中的最小值作为测量厚度，可取得较好效果。

B1.4圆柱型表面

测量圆柱型材料，如管子、油桶等，正确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，沿与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，作为材料的测量厚度。

根据材料的曲率正确选择探头串音隔层板与被测材料轴线夹角方向。

直径较大的管材，选择探头串音隔层板与管子轴线垂直；

直径较小的管材，则选择与管子轴线平行和垂直两种测量方法，取读数中的最小值作为测量厚度。

B1.5复合外形

当测量复合外形的材料（如管子弯头处）时可采用上文介绍的方法，所不同的是要进行二次测量，分别读取探头串音隔层板与轴线垂直和平行的两个数值，其较小的一个数作为该材料在测量点处的厚度测量值。

B1.6不平行表面

为了得到稳定、可靠的厚度测量值，被测材料的另一表面必须与被测面平行或同轴，否则将引起较大测量误差或根本无读数显示。

B.2温度对测量结果的影响

材料的厚度与超声波在材料中的传播速度均受温度的影响。

对测量精度要求较高时，可采用试块对比法，即用相同材料、近似厚度的试块在相同温度条件下进行测量，并求得温度补偿系数，用此系数修正被测工件的测量值

B.3材料衰减对测量结果的影响

对于一些如纤维、多孔、粗晶等材料，它们会造成超声波的大量散射和能量衰减，以致可能使仪器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，该材料不适于用此测厚仪进行厚度测量。

B.4参考试块的使用

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于被测材料，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，声速将会有少量变化，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，查已知材料的声速表，可代替参考试块，但这只是近似地代替一些参考试块，在一些情况下，声速表中的数值与实际测量有别，这是因为材料的物理及化学情况有异。

这种方法常被用来测低碳钢，但只能作为粗略测量。

本测厚仪具有测量声速的功能，故可先测量出声速，再以此声速对工件进行测量。

B.5铸件测量

铸件测量有其特殊性。

铸件材料的晶粒比较粗大，组织不够致密，再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大而增大，但有一最高点，超过这一点，晶粒直径再增大，衰减基本趋于一个固定值。

对于不同频率的探头，衰减随频率的增大而增大。

其次，当晶粒粗大和铸造中存在粗大异相组织时，将对超声信号产生异常反射，产生草状回波或树状回波，使测厚结果出现错误读数，造成误判。

另外，随着晶粒的粗大，金属结晶方向上的各向异性表现得更为显着，从而使不同方向上的声速造成差异，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。

这些因素都将引起测量结果的不准确。

因此对铸件测量要特别小心。

对铸件测量时应注意：

●在测量表面粗糙的铸件时，必须采用粘度较大的机油、黄油等作耦合剂。

●建议用与待测物相同的材料，测量方向与待测物也相同的试块来校准材料的声速。