锅炉水冷壁管超声波测厚与不确定度

锅炉水冷壁管超声波测厚与不确定度

前言：

超声测厚是利用超声探头与被测物体接触，使超声探头发出超声波到达被测物体底面反射回来，该脉冲信号又被超声探头接收，利用超声波在被测物体内部传输的时间差t和已知的传输速度c,通过h=ct/2可以计算出元件厚http://Www.LWlm.cOm度。

不确定度的含义是指由于测量误差的存在，对被测量值的不能肯定的程度。它是测量结果质量的指标。不确定度愈小，所述结果与被测量的真值愈接近，质量越高，水平越高，其使用价值越高，一方面便于使用它的人评定其可靠性，另一方面也增强了测量结果之间的可比性。

锅炉水冷壁管是主要受热部分，它由数排钢管组成，分布于锅炉炉膛的四周。它的内部为流动的水、蒸汽或其它工质，外界接受锅炉炉膛火焰的热量。水冷壁除了受热，也起到冷却炉膛使之不受高温破坏的作用。

1、引入不确定度的意义：

锅炉经过长期的运行，烟气和内部工质会对受压元件产生磨损和腐蚀，使壁厚减薄，强度降低，易造成安全事故。在日常测量过程中，测量仪器的误差，工件表面粗糙度过大，探头接触面有一定磨损，被测物背面有大量腐蚀坑，探头与被测面耦合不好，都可能出现示值误差。引入不确定度可以从人、设备、方法、环境、软件五个方面找出误差源，列出与误差源可能相关的指标。

2、超声侧厚方式方法：

（1）测厚的方式：①在规定的测量点周围增加测量数目，厚度变化用等厚线表示。②用单点测量法沿着指定路线连续测量，间距不大于5mm。③在指定区域划上网格，按点侧后记录。

（2）：测厚方法：在一点处，用探头进行两次测厚，两次测量中探头的分割面要互为90 ，取最小值为被测元件厚度值;当测量不稳定时，以一个测点为中心，在直径约30mm的圆内进行多次测量，取最小值为被测元件厚度值。

3、测试环境： X1 X2 X3 X4 X5 X6

3.5（mm） 3.4 3.6 3.5 3.3 3.4

4、不确定度的计算：

根据 JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》标准中对不确定度的定义和评定要求，将不确定度分为：

(1) A类不确定度：

最终的测试结果由于取测量点的随即性及测量人员操作手法各种因素存在，始终存在分散性，由此引入A类不确定度，用UA表示：

=3.45

UA= =0.042

(2)B类不确定度：

凡不符合统计规律的不确定度称为B类不确定度，记为UB。主要因为系统精度有限和其他系统性因素造成的。在正常使用情况下，仪器负荷视值精度可以在说明书中查到，而其分布情况视为均匀分布，取包含因子为 。

UB= =0.1/0.058

式中a为置信区间半宽及为仪器负荷视值精度；k为对应于置信概率的包含因子。

（3）合成不确定度：

U合=0.072

（4）扩展不确定度：

测量结果不确定度的置信区间概率为95%时，取包含因子kp=2,扩展不确定度的区间半宽度为：

U扩=kpU合=0.144

（5）不确定度的表示： 内。

5、小结

概率分布的模式非常繁杂、多样，应根据情况采用其分布模式。误差无法消除，仅仅只能利用测量次数或修正来降低，不确定度可http://Www.LWlm.cOm以描述精确度和准确度。正确的使用仪器、对被测表面进行处理、正确识别材质、选择正确的耦合剂和选择合适的检测方法，对不确定度计算值有较大帮助。