自动超声波测厚信号噪声成因及对策分析

　　承压特种设备在使用过程中，由于受应力腐蚀、空气侵蚀、介质腐蚀等，经常造成壁厚减薄现象的发生，轻者导致设备使用寿命缩短，重者则导致设备失效产生危险事故、介质泄漏和环境污染，给企业经济生产和人民生命财产带来严重威胁。

　　历年来，为了减少承压特种设备壁厚减薄现象和危险事故的发生，各国都投入了巨大的财力物力，研究了各种办法来对设备进行保护，如阴极保护、防腐涂层等。即便如此，局部的腐蚀现象还是时常发生，每年因腐蚀造成的事故也并非个案，严重阻碍了企业的经济生产活动。

　　有鉴于此，在承压特种设备的使用过程中，一般要对设备进行定期的检验，壁厚减薄测定即是检验项目之一，定期测定设备壁厚，及时发现问题。目前，超声波测厚技术因其快速、准确、高效的特点，得到了广泛的应用认可，在承压特种设备壁厚测定中逐渐成为了主要的测厚手段。

　　1自动超声波测厚技术

　　超声波测厚是根据超声波脉冲反射原理，来进行厚度测量的。当探头发射的超声波脉冲经过被测物体到达材料分界面时，脉冲被反射回探头，通过精确测量超声波在材料中传播的时间和超声波在该材料中的固有声速，来确定被测材料的厚度。凡能使超声波以一恒定速度在其内部传播的各种材料，均可采用此原理测量。

　　超声波测厚是逐点检查的技术，对于大型特种设备测厚，该方法有其局限性，尤其是在检测大型储罐壁厚减薄时，往往要搭建脚手架或采用吊篮的方式，还需要对罐壁表面进行打磨处理，降低了检验效率，增加了检测成本和作业的危险。

　　近年来，随着自动化技术的发展，对于大型储罐壁厚的测厚，英国Swing公司生产的Scp DCP超声自动爬行壁厚检测系统，能够利用爬壁机器人进行罐壁自动测厚。避免了搭建脚手架和吊篮作业，大大提高了大型储罐壁厚减薄测定的效率。但是在检验程中，罐壁没有打磨，而且超声自动爬行测厚系统采用的是轮式干耦合超声波探头，耦合效果差，导致测得数据跳动厉害，造成误判和漏检现象，严重影响测得数据的准确性和可信性。而该设备又不具备测得数据的筛选和判断功能，应用受到限制。

　　2自动超声波测厚噪声成因分析

　　对于干耦合自动超声波测厚，除仪器本身的精度、检测物件的夹杂、分层、检测面与底面不平、温度、应力的影响外，最主要的还是来自检测的工况，如检测物件表面粗糙、氧化皮、腐蚀坑等导致的底波信号微弱，而噪声信号突出。根据先验知识，超声波从探头发出之后，经过带有氧化皮、灰尘和腐蚀坑的表面，到进入物件直至到达底面再返回探头被接收的这个过程。超声波从单一的频率波要经过多次的反射、折射和模式转化，使接收到的信号为一个相对非平稳的多模式多频率的复杂信号。尤其是超声波入射表面的氧化皮、灰尘和腐蚀坑，会造成入射波大量的能量损失和频率变化，使得超声波路径发生改变，部分进入物件后，造成相对大幅值的噪声信号，影响底面回波的纯净。