专家亲撰：超声测厚探头选择白皮书

超声测厚是工业厚度测量领域比较常用的一种测量手段，广泛用于产品测试和质量控制。在某些应用中，校准后的精度可以达到±2微米。该技术的测量范围也非常广泛，包括金属、塑料、复合材料，玻璃，液位和一些特定的生物材料等。

腐蚀测厚

商用的测厚仪通常包括两种类型：

腐蚀测厚仪和精密测厚仪

有些测厚仪兼具腐蚀测厚和精密测厚功能。腐蚀测厚仪主要使用双晶探头，用于在役的腐蚀检测和监测，了解材料内部的剩余壁厚情况，而精密测厚主要使用单晶探头，用于生产企业的工件精密厚度测量和监控。精密测厚比腐蚀测厚的精度更高，但不适用于底面粗糙的表面。

精密测厚

所以选择测厚探头，首先需要注意的就是，你的检测对象是在役腐蚀测厚还是制造精密测厚，如果是底面粗糙这种腐蚀检测，使用双晶测厚探头能够得到更好的检测结果，而如果是相对底面光滑的制造阶段精密测厚，需要更高的测量精度，可以选择单晶的精密测厚探头，当然也有一部分单晶探头可用于腐蚀测厚应用。

 

生产阶段，探头选择有讲究

 

生产阶段的精密测厚探头的选择也有很多讲究，不同的测量对象和工况，需要选择合适的探头才能达到事半功倍的效果，否则测量结果可能会不理想，甚至出现无法测出数据的情况。

 

单晶精密测厚探头相关的参数有频率、晶片尺寸和接口形式等，其中探头频率的选择一般依据检测工件的厚度来选择，越厚的工件频率越低，反之频率越高；晶片尺寸的选择一般依据检测工件接触面大小及壁厚，晶片尺寸越小，接触面越小，穿透能力越弱，反之亦然；接口形式中的R表示90°直角引线，S表示0°直接引线，B代表BNC接口，M代表Microdot接口。

 

从类型来说可以分为接触式探头、带延迟块的探头和水浸探头。其中接触式探头用于常规的工件测厚，工件厚度不是太薄，同时接触面一般为平面或者近似平面。

延迟块探头可在测量极薄材料，温度极高，或需要很高厚度分辨率的应用中，发挥优质的测量性能。

而水浸探头的设计目的是在水中传播并接收超声波。当被测样件的几何形状较为复杂或进行在线检测时，通过水浸技术获得的厚度读数通常更为可靠。

 

典型的离线应用包含对小直径塑料或金属管件进行的壁厚测量，扫查或旋转测量，以及对大幅弯曲的样件进行的厚度测量。在某些应用中可能需要探头接触到极其狭小的区域。

下表是推荐的检测应用和所选探头的对应关系，通过查询下面的表格，可以快速帮助用户决定选择何种探头进行厚度测量，并得到更加理想的结果。

注：模式1 – 激发脉冲到一次底波，模式2 – 界面回波到一次底波，模式3 – 一次底面回波到二次底面回波

腐蚀测厚，探头怎么选？

 

腐蚀测厚的双晶探头选择同样也很有讲究，而且奥林巴斯的所有标准双晶探头都有自动探头识别功能（包括27MG、45MG、38DLP），这个功能可以为每个特定探头自动调用默认的V声程校正（仅38DLP有此功能）。腐蚀测厚的双晶探头，我们一般按照应用要求和环境来进行选择和区分，其中包含了几种比较典型的应用场景：

 

高温腐蚀测厚，材料中的温度差异会影响材料声速和厚度测量的精确性。用户使用温度补偿功能可以手动输入校准试块的温度值和测量时的实际（高）温度值（只38DLP有此功能），38DL PLUS测厚仪会自动显示经过温度校正的厚度值。选用的探头包括D790、D791系列高温测厚探头，最高温度适用范围可达500℃（短暂间歇使用）。

穿透涂层技术使用单个底面回波测量金属的实际厚度。这个技术可以分别显示金属和涂层的厚度，这两个厚度值都根据它们各自正确的材料声速值得到了调整。因此，要测量金属材料的厚度，无需去掉其表面的漆层和涂层。穿透涂层测量技术使用D7906-SM、D7906-RM和D7908双晶探头。

锅炉管件内壁氧化层/沉积物的厚度，测厚仪可同时显示锅炉管件的金属基底厚度和氧化层的厚度。了解氧化层/沉积物的厚度有助于预测管件的寿命。建议在此项应用中使用M2017或M2091探头，此时使用的是单晶测厚探头。

其他常规的腐蚀双晶测厚可以参见下表。探头频率的选择跟单晶精密测厚类似，一般依据检测工件的厚度来选择，越厚的工件频率越低，反之频率越高；晶片尺寸的选择一般依据检测工件接触面大小及壁厚，晶片尺寸越小，接触面越小，但穿透能力越弱，反之亦然；

有了上面的介绍，相信大家对测厚探头的选择上更加自信了，选对探头，再使用正确的设备和相应的软件选项，便可以保证大家得到更加理想的检测结果。

 

奥林巴斯超声测厚仪探头，为检测结果保驾护航！