基于功率谱分析的表面涂层厚度超声无损测量方法

针对厚度小于1mm的薄膜或涂层材料,研究了一种超声测厚信号处理方法。当超声波在两层或多层介质中传播时,不同界面的回波信号会相互叠加并发生干涉。当超声波在厚度L、声速ν、声阻抗Z2的介质(介于声阻抗分别为Z1和Z3的两介质之间)中传播,由于界面回波的叠加与干涉,回波信号的功率谱在频率为f0=ν/4L的奇数或偶数倍处出现周期性极值点。因此,当声速ν已知,待测试样的厚度L可由关系式L=ν/2△f来求得。其中,△f是相邻两极值的频率间隔。根据该原理,采用水浸聚焦脉冲回波超声检测方法,对镍基高温合金基体上的ZrO2热喷涂涂层(270～400ìm)进行了厚度测试,试验结果与金相法测试结果相符。