《表1 不同厚度钢板的实际谐振频率、理论谐振频率以及计算出的厚度》

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《非接触空气耦合超声谐振法测厚》

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采用型号为JPR-600C的超声发射接收器和高灵敏度空气耦合专用超声探头，探头的中心频率为600kHz，晶片直径为20mm。使用探头架将探头垂直安装在厚度为5mm钢板的表面，并保持一定距离，最后使用JPR-600C发射的电压为100V，波数为30，中心频率为600kHz以及调频比为1.2的线性调频波，让声波垂直入射到试件中，检测原理示意及检测现场如图2所示。对5mm厚钢板进行谐振试验后接收到的时域波形如图3（a）所示，对波形中来自钢板内部发生若干次反射产生的反射回波进行傅里叶变换，得到的频谱分布如图3（b）所示。从图3（b）中可以看到频率为589.6kHz和1.191 MHz的2个谐振峰，其中频率589.6kHz与根据测试体厚度计算出的一阶基本谐振频率590kHz接近，所以可以确认589.6kHz为基本谐振频率，1.191 MHz为二阶谐振频率。分别对厚度为10，11，12，13，14，15mm的钢板进行试验，得到其实际谐振频率、理论谐振频率以及根据式（4）计算出的厚度，如表1所示。由表1可知，其谐振频率随厚度的不同而变化，且根据检测出来的谐振频率可以计算出试件的厚度，误差在0.2mm以内。接下来使用中心频率为500kHz的探头测量了厚度为6 mm的钢板，使用频率为750，960kHz的探头分别测量厚度为3，4，6 mm的钢板，结果如表2所示，试件厚度误差都在0.2mm以内。