超声波测厚仪怎么选？从材料、厚度、曲率、温度到探头的完整选型指南

选择超声波测厚仪要确认材料能不能稳定传递超声波，再看被测材料的大致厚度、表面曲率、测量的温度以及材料表面有没有涂层。普通钢板用常规探头，小直径管道和曲面零件优先小尺寸探头，厚工件或粗晶材料考虑低频探头，测量高温管道或刚加工好的高温零件需要选择高温探头，不想打磨涂层但想测量涂层下基体材料厚度用带穿透涂层模式的超声波测厚仪。还有一种比较难测量的多层复合材料，要用专门的多层超声波测厚仪才能测量每层的厚度。

一、选型前需要确认哪些条件？

1、确认被测材料适不适合用超声波测厚仪

超声波测厚仪是通过探头发射超声波，声波传递到材料底面后反射回来，根据声波往返消耗的时间和材料的声速计算厚度。所以被测材料必须能够传播超声波，并且检测面和材料地面平行或者同轴才可以用超声波测厚仪检测厚度。一些内部组织非常不均匀的材料、多孔材料、或者橡胶、泡沫这种强吸声的材料，都不建议用超声波测量。

2、根据工件厚度选择量程和探头频率

（1）普通厚度工件

例如几毫米到几十毫米的钢板、管道和机械零件，这些工件的测量难度比较低，常规双晶探头就可以测量，在选型时更关注操作便携性以及探头的精度和重复性。

（2）很薄的工件

对于薄钢管、薄壁管和小型精密零件，工件太薄，发射脉冲、材料界面回波和底面回波容易相互重叠，难以识别。所以很薄的工件通常需要使用短波长的高频率探头的超声波测厚仪，更好地识别哪个是界面回波，哪个是底面回波。

（3）很厚的工件

厚铸件或者粗晶材料更需要声波具有强穿透能力，在材料内部衰减少一些，建议选择长波长的低频探头超声波测厚仪。很多客户测量厚工件只关注仪器的量程范围，量程固然重要，但是仪器标定的量程通常是在特定材料条件下获得的结果，换成铸铁或者其它高衰减材料，实际可测量的厚度可能会发生变化。

3、看工件曲率，尤其是小直径管道

大直径管道和大曲面材料普通探头通常就可以测量，而像锅炉管、换热器管或小口径不锈钢管这些小直径管道更建议使用小探头检测。因为探头底面是平的，而管道表面是弧形，管道直径越小，和探头越难贴合。

4、测量温度不同探头，选择不同

常温工件如普通钢板、储罐、管道等，常规探头就可以满足测量。而蒸汽管道、锅炉或热态钢材这些高温材料需要使用特殊高温探头，常规探头检测可能导致探头性能变化、测量误差增大甚至直接损坏探头。

5、是否需要穿透涂层测厚

如果钢管表面油漆、防腐涂层等，想要检测金属基体的厚度，普通测量时涂层也会参与声波传播，影响测量结果。如果不想破坏管道原有表面可以考虑支持穿透涂层模式的超声波测厚仪。

6、看工件是单层还是多层结构

普通超声波测厚仪测的是探头到工件底面的传播时间，适合单层材料厚度检测。但有些工件是由两层、三层不同材料组成的，例如多层塑料板、复合板材或者同时测量涂层基材厚度等，就需要使用有多层测量功能的超声波测厚仪。

二、几个典型场景怎么选？

1、普通钢板厚度检测

碳钢板、不锈钢板和钢结构板材这类材料组织比较均匀，超声波衰减小，底面回波清晰，属于比较容易测量的材料，一般用普通双晶探头就能测量，例如林上LS215超声波测厚仪主机搭配5MHZφ10标准探头，它可以测量1-320mm范围的材料（45#钢标准），0.01mm分辨率。如果对分辨率要求较高，则考虑LS212超声波测厚仪主机，分辨率高达0.001mm。

2、粗晶厚铸件检测

铸铁件、铸钢件等粗晶材料和普通钢板不同，材料内部晶粒较大，超声波在传播过程中容易发生散射和衰减，底面回波可能变弱甚至被杂波干扰。这种材料选择超声波测厚仪重点看超声波穿透能力，可以考虑林上LS211超声波测厚仪主机搭配2MHZ ZT-12探头，2MHZ低频率探头穿透能力更强，对弱回波识别能力好。

3、小直径管道检测

小直径管道测量的主要限制在于管径小曲率大，探头容易晃动，回波不稳定，在同一点多次测量数据变化可能很大。林上LS212超声波测厚仪0.001mm，适合小直径管道精密测量，7MHZ PT-06探头直径仅6mm，能够更好地贴合管道，可测量20mm直径的小钢管。

注意如果使用的是林上LS212这类超声波双晶探头仪器，建议测量时探头中心的隔声层垂直于管道轴线，让发射面和接受面尽量在同一平面上。

4、带防腐漆的在役管道

如果工程允许局部打磨的话，可以打磨油漆、去除防腐层后直接用普通超声波测厚仪检测。不允许破坏表面涂层，或者需要多点测量觉得去除涂层太麻烦的，可以选择带穿透涂层功能的型号，它能在保留涂层的状态下直接测量涂层下金属基材的厚度。林上LS211、LS212、LS213、LS215超声波测厚仪均支持穿透涂层测量模式。

5、运行中的高温管道罐体

高温材料不能用普通探头检测，以林上超声波测厚仪探头为例，常规标准探头最高接触温度只有60℃，而锅炉等运行中的高温管道罐体能够达到200℃以上，常规探头测量数据不准确还可能会损坏探头。高温材料建议使用专门的高温探头如林上5MHZ GT-12高温探头，它的接触温度高达500℃，能够满足大多数高温材料测量要求。

6、多层复合材料分别测各层厚度

如果客户要测量的工件由两层或三层不同材料组成，想要知道更层厚度分别是多少，普通超声波测厚仪就没办法测量了，需要选择支持多层测量的超声波测厚仪。例如LS216多层超声波测厚仪，它能够识别不同材料界面产生的多个回波，再根据各层对应的传播时间和声速分别计算各层厚度，还能够显示测量波形，直观查看不同位置的回波数据。

需要注意各层材料之间需要有足够明显的声学界面，如果两个材料声速差不多且紧密贴合在一起，超声波测厚仪可能就无法识别出它们之间的界面。

四、超声波测厚仪选型常见问题

1、超声波测厚仪是不是所有材料都能测？

不是。超声波测厚仪主要测量的是超声波良导体材料的厚度，材料需要能够稳定传播超声波，并形成清晰底面回波。泡沫、水泥、木材等多孔材料以及内部组织非常不均匀的材料，超声波无法稳定传播，不建议使用超声波测厚仪测量。

2、工件太薄还能用普通超声波测厚仪吗？

不一定。超声波测厚仪一般都有最低厚度要求，双晶探头例如LS212超声波测厚仪5MHZφ10标准探头测量45#钢的最低厚度要求是0.8mm。因为双晶探头内部的发射晶片和接收晶片是分开的，中间有隔音层，材料太薄时发射晶片的超声波很快就从底面反射回来，可能会落在中间隔声区域，无法有效进入接收晶片，仪器不能获得稳定的底面回波。单晶探头中间没有隔音层，一般可以比双晶探头测量更薄一些的材料，但也不是无限制的。如果材料非常薄，发射脉冲和底面回波容易重叠在一起，仪器就没有办法识别了。

3、材料厚度在仪器量程范围内就一定能测吗？

不一定。仪器标定的量程是在特定材料条件下测出来的数据，如LS212标准探头量程范围0.8~350mm测量的是45#钢块，如果测量的是其它材料，厚度范围就可能会发生变化。哪怕是同样测量45#钢，材料曲率、表面状态和温度也会影响测量结果。

五、快速选型表