目 錄
1.儀器概況...
1.1 測量原理...
1.2 基本配置及各部分名稱...
2.技術參數...
3.主要功能...
4.測量步驟...
4.1 儀器準備...
4.2 聲速的設定...
4.3 聲速的測量...
4.4 儀器校準...
4.5 測量厚度...
5.厚度值的存儲與查閱...
5.1 存儲厚度值...
5.2 查閱厚度值...
6.刪除操作...
6.1 刪除單個厚度值...
6.2 刪除當前文件...
6.3 刪除所有文件...
6.4 刪除校準數據...
7.系統和功能設置...
7.1 系統設置...
7.2 功能設置...
7.3 測量單位的設定...
7.4 zui小值捕獲...
7.5 兩點校準...
7.6 亮度調節...
7.7 上下限設定...
7.8 背光功能...
7.9 低電壓提示功能...
7.10 關機方式...
8.測量應用技術...
8.1 工件表面要求...
8.2 測量方法...
8.3 管壁測量...
8.4 鑄件測量...
9.維護及注意事項...
9.1 電源檢查...
9.2 注意事項...
9.3 維修...
附表1：各種材料的聲速...
附表2：各儀器型號及部分技術參數...
附表3：探頭與測量范圍...
1.儀器概況
我廠研制并生產的UM-1超聲波測厚儀采用超聲波測量原理，是一種超小型測量儀器。它能快速、無損傷、地進行測量（顯示分辨率0.1mm）。本儀器可廣泛應用于制造業、金屬加工業、化工業、商檢業等檢測領域，適用于能使超聲波以一恒定速度在其內部傳播，并能從其背面得到反射的各種材料厚度的測量。除可對各種板材和各種加工零件作測量外，還可以對生產設備中各種管道和壓力容器進行監測，監測它們在使用過程中受腐蝕后的減薄程度，是材料保護*的儀器。
1.1 測量原理
UM-1超聲波測厚儀對厚度的測量是由探頭將超聲波脈沖透過耦合劑發射到被測物體，超聲波脈沖到達被測物體并在物體中傳播，到達材料分界面時被反射回探頭，通過測量超聲波在材料中傳播的時間來確定被測材料的厚度。
1.2 基本配置及各部分名稱
1.2.1 儀器各部分名稱（見下圖）
液晶屏顯示：
m/s —— 聲速單位 BATT —— 低電壓標志
mm —— 厚度單位 凸 —— 耦合標志
鍵盤功能說明：
ON —— 開機鍵 VEL —— 聲速鍵
MENU —— 菜單鍵 MEM —— 存儲鍵
CAL —— 校準鍵 —— 背光鍵
—— 回車鍵 △、▽——上、下調節鍵
1.2.2 標準配置：
● 主機 —— 1臺 ● 耦合劑 —— 1 瓶 ● 探頭 —— 1個
● 儀器密封箱—— 1個 ● 電池 —— 2節 ● 使用說明書—— 1本
1.2.3 選購件：
● 高溫探頭 ● 鑄鐵探頭 ● 小徑管探頭
● 微型探頭 ● 探頭線 ● 階梯試塊
● 通信軟件及電纜
2.技術參數
★ 顯示方式：128×64大屏幕點陣液晶屏顯示
★ 標準模式測量范圍：0.8mm～300 mm 詳見附表3：探頭與測量范圍
★ 管材的測量下限（鋼）:Φ20mm×3.0mm（PT-08 探頭），
Φ15mm×2.0mm（PT-06 探頭），
示值誤差不超過±0.1mm。
★ 示值誤差: 測量范圍下限至10mm ：±0.05mm
10mm至測量范圍上限 ：± （ 0.5% H + 0.01 ） mm
注：H為被測物實際厚度
★ 重復性：±0.1mm
★ 顯示分辨率： 0.1 mm
★ 測量頻率：4Hz
★ 聲速調節范圍：1000～9999 m/s
★ 使用環境：-10℃～40℃
★ 電源：二節5號堿性電池
★ 外形尺寸：149×73×32 mm
★重量：160g（不含電池）
3.主要功能
★ 利用儀器上的4mm標準試塊進行校準，可對系統誤差進行修正
★ 厚度值存儲：可存儲500個厚度值,關機后數據不丟失,并且劃分為五個文件，便于對數據的管理
★ 厚度報警：可設置厚度界限，對限界外的測量值自動報警
★ zui小值捕獲（也稱掃查模式）：捕獲測量過程中的zui小值
★ 兩點校準：測量曲面壁厚或特殊應用時，可提高測量的精度
★ 支持毫米和英寸兩種厚度單位
★ 可存儲5種不同材料的聲速
★ 校準值自動存儲，關機后數據不丟失
★ 刪除功能：對文件中的可疑數據進行刪除，也可刪除所有已存儲數據以便存儲新的數值
★ 具有背光顯示功能，為夜間工作帶來方便
★ 低電壓提示
★ 自動關機：如果5分鐘內沒進行任何操作，儀器自動關機
★ 耦合狀態提示：通過觀察耦合標志的穩定性可知耦合是否正常
★ 支持中文、英文兩種語言界面
4.測量步驟
4.1 儀器準備
將探頭插頭插入主機探頭插座中，按一下ON鍵，聽到兩次蜂鳴聲屏幕出現顯示，其中顯示的聲速為上次關機前使用的聲速，顯示內容見下圖：
4.2 聲速的設定
當已知材料聲速，可以利用儀器提供的聲速手動調節功能，并依據附表中的參考聲速值，調整儀器的內置聲速值。聲速存儲器可存儲五個聲速值。具體操作步驟如下：
如果當前顯示屏顯示的是非聲速值，那么按VEL鍵進入聲速狀態，屏幕將顯示當前聲速存儲單元的內容。之后，每按一次VEL鍵，聲速數值就變化一次，可循環顯示五個聲速值，見下圖：
如果當前聲速存儲器內沒有所需聲速值，可用△或▽鍵調整到所需值即可，同時將此值存入聲速存儲器內以便下次使用。見下圖：
在調整聲速數值時，屏幕上的▲可在數值的個位、十位或百位的下方，當▲在個位、十位、百位的下方時，每按一次△或▽鍵，數值將依次加或減1、10、100，可以通過回車鍵實現▲在個位、十位或百位下方的切換。
4.3 聲速的測量
在被測材料的聲速未知時，在測量厚度前必須進行聲速校準。
注：準備與被測物體成分相同的測試塊，其表面必須適于測量，用游標卡尺測量測試塊厚度。
具體步驟如下：
①在現有的儀器狀態下，測量已準備好的同質并已知厚度的試塊。屏幕顯示測量的厚度值。
②按VEL聲速鍵，利用△或▽鍵調整聲速值，直到測量值與已知厚度相等，這時的聲速值就是該材料的聲速。
③該聲速自動被存入當前的聲速存儲單元。
4.4 儀器校準
4.4.1 快捷校準
在每次更換探頭后應進行校準。此步驟對保證測量準確度十分關鍵。如有必要，可在每次測量前都*行快捷校準。
在隨機試塊上涂耦合劑，將探頭與隨機試塊耦合，直至耦合標志出現且不閃爍，按下CAL鍵，即校準完畢。如果聲速是5900m/s，屏幕上顯示4.0mm。見下圖：
注：如果聲速值不等于5900m/s，用隨機試塊校準時，屏幕顯示值不等于4.0mm，這是正常情況。
4.4.2 兩點校準
測量曲面壁厚或特殊應用時，為了提高測量的精度,可進行兩點校準,詳見第7章第5節。
4.4.3 快捷校準與兩點校準的區別
快捷校準與兩點校準的區別有以下幾點:
①快捷校準用隨機試。兩點校準可用任意材料和厚度的試塊。
②快捷校準只需一塊試塊。兩點校準需要兩塊厚度不同的試塊。
4.5 測量厚度
儀器校準后，設置好聲速值，然后將耦合劑涂于被測處，將探頭與被測材料耦合即可測量，屏幕將顯示被測材料的厚度值。見下圖：
說明：當探頭與被測材料耦合時，屏幕上將顯示“凸”標志；當耦合標志閃爍或不出現則說明沒耦合好。拿開探頭后，厚度值保持不變，耦合標志消失。見下圖：
5.厚度值的存儲與查閱
5.1 存儲厚度值
厚度值的存儲分5個文件，每個文件可存儲100個測量值。
首先，選擇存儲文件號。按MENU鍵，使屏幕反顯查閱，見下圖:
按回車鍵，5個文件號可循環顯示，當選擇所需的文件號后，再按MENU鍵使屏幕顯示存儲字樣，即存儲文件號選擇完畢。見下圖:
其次,測量厚度值。zui后，存儲厚度值。測量厚度值后，屏幕將顯示該厚度值。此時，按下MEM鍵即可存儲該厚度值。存儲完成后屏幕左下方顯示一次“Memory”，即證明已存儲該厚度值。
5.2 查閱厚度值
按MENU鍵，使屏幕反顯查閱，按回車鍵，5個文件號可循環顯示，選擇需查閱的文件號，見下圖：
zui后，按MEM鍵進入該文件。見下圖：
說明: No. : 表示當前顯示的存儲數據的序號；Total : 表示當前文件中存儲數據的總數量。
此時，可通過△或▽鍵進行翻閱查看，查閱完畢后，按MENU鍵或進行測量即可返回主界面。
6.刪除操作
6.1 刪除單個厚度值
在查閱存儲數據狀態，按下回車鍵即可刪除當前顯示的存儲值。
①進入查閱存儲數據狀態。見下圖：
②按回車鍵刪除當前值，顯示下一個存儲值。見下圖：
6.2 刪除當前文件
要刪除當前文件的所有內容，具體操作如下：
①按MENU鍵將光標移至“功能”處，見下圖:
再按回車鍵進入功能菜單并通過▽鍵選定功能設置。見下圖:
②按回車鍵進入該界面，再通過△或▽鍵選定“刪除當前文件”。見下圖：
③選定后，按回車鍵屏幕出現如下顯示：
此時，按回車鍵將刪除當前文件，按MENU鍵返回上個界面。
④刪除完成后，按VEL鍵或按MENU鍵均可返回主界面。
6.3 刪除所有文件
要刪除所有文件中的數據，步驟同上。只需選定“刪除所有文件”即可。
6.4 刪除校準數據
要刪除校準數據，步驟同上。只需選定“刪除校準數據”即可。
7.系統和功能設置
7.1 系統設置
按MENU鍵將光標移至“功能”處，見下圖:
然后按回車鍵進入功能菜單，此時屏幕顯示見下圖:
此時，光標在“系統設置”項上，（如果不是在此項上可用△或▽鍵上下移動將光標移在“系統設置”項上），按回車鍵進入系統設置菜單，用△或▽鍵上下移動選擇需修改項,然后按回車鍵可進行修改。
系統設置中共有4個選項，依次為：單位（公制、英制）；zui小值捕獲；兩點校準；語言。用戶可以根據實際需要進行設置。設置完成后，按MENU鍵或進行測量可返回主頁面。
7.2 功能設置
按MENU鍵將光標移至“功能”處, 然后，按回車鍵進入功能菜單，再通過△或▽鍵選擇功能設置。見下圖：
再按回車鍵進入功能設置菜單，通過△或▽鍵上下移動光標選擇相應的功能項。
功能設置中共有4個選項，依次為：刪除當前文件、刪除所有文件、刪除校準數據、調節亮度4個選項，用戶可以根據實際需要進行設置。設置完后，按MENU鍵或進行測量可返回主頁面。
7.3 測量單位的設定
UM-1提供兩種測量單位：公制和英制。用戶可以根據實際的需要進行設定。
具體的設定步驟如下：
進入系統設置菜單，通過△或▽鍵將光標移至“單位”處，按回車鍵可循環調節METRIC（公制）、IMPERIAL（英制）選項，見下圖：
7.4 zui小值捕獲
所謂zui小值捕獲是指在測量過程中捕捉測量值中的zui小值。設置zui小值捕獲的步驟如下：
①進入系統設置菜單，將zui小值捕獲設置為ON。見下圖：
②設置完畢，按MENU返回主界面（OFF是關閉zui小值捕獲；ON是開啟zui小值捕獲）。見下圖：
說明：啟用zui小值捕獲后，探頭與工件耦合時，屏幕顯示的是當前測量值；當探頭抬起時，屏幕顯示的是測量中的zui小值，并且zui小值標志MIN閃爍6次。如果在MIN閃爍期間繼續測量，當前測量值將繼續參加zui小值捕捉，如果MIN停止閃爍后再進行測量，將重新捕捉zui小值。
7.5 兩點校準
選擇兩個與被測材料、聲速及曲率相同的標準試塊,其中一個試塊的厚度接近測量范圍的上限，另一個試塊的厚度接近測量范圍的下限，進行兩點校準可以提高測量精度，進行兩點校準之前應先將兩點校準功能打開，關閉zui小值捕獲。具體步驟如下:
①進入系統設置菜單，將兩點校準設置為ON。見下圖：
②設置完畢后，按MENU鍵返回主界面。如果兩點校準被設為ON，那么在測量的狀態下可隨時進行兩點校準。
③進行校準操作。具體步驟如下：
首先，測量薄塊的厚度，在厚度顯示狀態下按CAL鍵，屏幕提示校準薄塊，見下圖：
通過△或▽鍵將測量值調整到標準值，按CAL鍵，屏幕提示校準厚塊，見下圖:
測量厚的標準試塊，同樣通過△或▽鍵將測量值調整到標準值，再按CAL鍵，完成校準操作，即可進行測量。
7.6 亮度調節
具體的操作步驟如下:
①進入功能設置菜單,通過△或▽鍵將光標移至“調節亮度”處，見下圖:
②按回車鍵進入調節亮度界面,見下圖:
此時,可以通過△或▽鍵調節亮度，調節完畢后，按回車鍵返回上個界面，再按MENU鍵返回主界面。
7.7 上下限設定
本儀器可分別設定上限值及下限值,以便快速測量。
具體設置步驟如下:
①按MENU鍵使光標移至“界限”處，見下圖:
②按回車鍵進入界限界面，屏幕顯示原設置的下限或上限，見下圖：
此時，按回車鍵上限和下限可循環顯示；通過△或▽鍵設置新的下限或上限
③設置完畢后，按VEL鍵或按MENU鍵或進行測量都可退出限界設置界面。
當測量范圍超出所設定的上下*，儀器自動報警，蜂鳴器鳴響。
7.8 背光功能
儀器提供背光功能，以便在光線暗處閱讀測量值。但請注意節電。
按 鍵背光亮，再按一下，背光滅?；蛘撸P機后，背光功能自動關閉。
7.9 低電壓提示功能
如果屏幕上顯示BATT標志，說明電池電壓低，應及時地更換新電池再繼續使用。見下圖：
7.10 關機方式
UM-1設有自動關機和手動關機兩種方式，約五分鐘內不進行任何操作，那么儀器將自動關機；按MENU鍵將光標移至關機處，再按回車鍵即可手動關機。
8.測量應用技術
8.1 工件表面要求
8.1.1 清潔表面
測量前應清除被測物體表面所有的灰塵、污垢及銹蝕物，鏟除油漆等覆蓋物。
8.1.2提高粗糙度要求
過分粗糙的表面會引起測量誤差，甚至儀器無讀數。測量前應盡量使被測材料表面光滑，可使用磨、拋、銼等方法使其光滑。還可使用高粘度耦合劑。
8.1.3 粗機加工表面
粗機加工表面（如車床或刨床）所造成的有規則的細槽也會引起測量誤差，彌補方法同8.1.2，另外調整探頭隔聲層（穿過探頭底面中心的金屬薄層）與被測材料細槽之間的夾角，使隔層板與細槽相互垂直或平行，取讀數中的zui小值作為測量厚度，可取得較好效果。
8.2 測量方法
8.2.1 單點測量法
在被測體上任一點，利用探頭進行測量，顯示值即為厚度值。
8.2.2 兩點測量法
在被測體的同一點用探頭進行二次測量，在二次測量中，探頭的分割面成90度，較小值為厚度值。
8.2.3 多點測量法
在直徑約為30mm的圓內進行多次測量，取其zui小值為厚度值。
8.2.4 連續測量法
用單點測量法，沿線路連續測量，其間隔不小于5mm，取其中zui小值為厚度值。
8.3 管壁測量
測量時，探頭分割面可分別沿管材的軸線或垂直管材的軸線測量，此時屏幕上的讀數將有規則地變化，選擇讀數中的zui小值，作為材料的準確厚度。
若管徑大時，測量應在垂直軸線的方向測量，管徑小時，則選擇沿著軸線方向和垂直軸線方向兩種測量方法，取讀數中的zui小值作為測量的厚度值。
8.4 鑄件測量
鑄件測量有其特殊性。鑄件材料的晶粒比較粗大，組織不夠致密，在加上往往處于毛面狀態就進行測量，因此使測量遇到較大的困難。故對鑄件測量時應注意以下幾點：
①使用低頻探頭，如本公司的ZT-12型探頭。
②在測量表面不加工的鑄件時，必須采用粘度較大的機油、黃油和水玻璃作耦合劑。
③用與待測物相同的材料，測量方向與待測物也相同的標準試塊校準材料的聲速。
④必要時可進行兩點校準。
9.維護及注意事項
9.1 電源檢查
電源電壓低時，儀器顯示低電壓提示符號，此時應及時按要求更換電池，以免影響測量精度。背光不能長時間打開，以免過快消耗電池電量。
按下述方式更換電池即可：
①關機
②打開電池倉蓋
③取出電池，放入新電池，注意極性
儀器長時間不使用時應將電池取出，以免電池漏液，腐蝕電池盒與極片。
9.2 注意事項
9.2.1 一般注意事項
①避免儀器及探頭受到強烈震動
②避免將儀器置于過于潮濕的環境中
③拔插探頭時，應捏住活動外套沿軸線用力，不可旋轉探頭，以免損壞探頭電纜芯線。
④由于使用隨機試塊對儀器進行檢測時，需涂耦合劑，所以請注意防銹。使用后將隨機試塊擦干凈。氣溫較高時不要沾上汗液。長期不使用應在隨機試塊表面涂上少許油脂防銹，當再次使用時，將油脂擦凈后即可進行正常工作。
⑤酒精、稀釋液等對機殼尤其是視窗有腐蝕作用，故清洗時，用少量清水輕拭即可。
9.2.2 測量時的注意事項
①測量時，只有耦合標志出現并穩定時，才是良好測量
②若探頭磨損，測量會出現示值不穩，應更換探頭。
9.2.3探頭隔聲層磨損后若出現下列情況，應更換探頭。
①測量不同的厚度時，其測量值總顯示某一值。
②插上探頭不進行測量就有耦合標志或有測量值出現。
9.3 維修
如出現以下問題請與我廠維修部：
①儀器器件損壞，不能測量。
②顯示屏顯示不正常。
③正常使用時，誤差過大。
④鍵盤操作失靈或混亂
由于UM-1超聲波測厚儀為高科技產品，所以維修工作應由受過專業培訓的維修人員完成，請用戶不要自行拆卸修理。
附表1:各種材料的聲速
介質材料名稱 | 聲速（m/s） |
鋁 | 6320 |
鉻 | 6200 |
銅 | 4700 |
金 | 3240 |
鐵 | 5930 |
鉛 | 2400 |
鎂 | 5750 |
銀 | 3600 |
鋼 | 5900 |
鈦 | 5990 |
鋅 | 4170 |
鎢 | 5174 |
錫 | 3320 |
黃銅 | 4280-4700 |
鑄鐵 | 4400-5820 |
玻璃 | 5260-6120 |
尼龍 | 2680 |
不銹鋼 | 5740 |
水（20℃） | 1480 |
甘油 | 1920 |
水玻璃 | 2350 |
注：上表聲速僅供參考，實際聲速校準參照4.3 聲速的測量
附表2:各儀器型號及部分技術參數
| 儀器型號 | UM-3 | UM-2 | UM-1 |
技術參數 |
顯示分辨率 單位:mm | 厚度＜10.00mm : 0.001 / 0.01 / 0.1 厚度≥10.00mm: 0.01 / 0.1
| 厚度＜100.0mm : 0.01 / 0.1 厚度≥100.0mm: 0.1 |
0.1 |
測量誤差 H:被測物的實際厚度 |
±0.005mm （3mm以下） ±0.05mm （20mm以下）
|
±（0.5%H+0.01） |
±（1%H+0.1） |
附表3:探頭與測量范圍
探頭描述 | 頻 率 （MHZ） | 接觸面積 的直徑 | 測 量 范 圍 （在鋼中） | 允許接觸 溫度 |
鑄鐵探頭ZT12 | 2 | 16.2mm | （4.0～300.0）mm | （-10～60）℃ |
標準探頭PT12 | 5 | 12mm | （1.0～200.0）mm | （-10～60）℃ |
標準探頭PT08 | 5 | 10mm | （0.8～100.0）mm | （-10～60）℃ |
小晶管探頭PT06 | 7.5 | 7.6mm | （0.8～30.0）mm | （-10～60）℃ |
微型探頭PT04 | 10 | 5mm | （0.8～20.0）mm | （-10～60）℃ |
高溫探頭 | 5 | 14mm | （4.0～80.0）mm | 300℃以下 |
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