雖然大多數(shù)超聲缺陷檢測和厚度測量操作在正常的環(huán)境溫度下進行，但是在很多情況下，也需要對溫度很高的材料進行檢測。這類高溫檢測最常出現(xiàn)在處理工業(yè)中，如：工作人員必須要對生產(chǎn)線上正被處理的高溫金屬管道或箱罐進行檢測，而不能將生產(chǎn)線關(guān)閉等待管道或箱罐冷卻后再檢測。不過，在涉及高溫材料的制造環(huán)境中也會需要這類檢測，如：以擠壓成形方式制造了塑料管道或以熱成形方式制造了塑料制品之后需要馬上對這些產(chǎn)品進行檢測，或者在金屬錠或金屬鑄件尚未完全冷卻時對這些樣件進行檢測。常規(guī)超聲探頭可以檢測溫度最高約為50°C的樣件。在高于這個溫度的情況下，探頭最終會遭受永久性的損壞，因為熱膨脹會引起探頭內(nèi)部的組件脫粘。如果被測材料的溫度高于約50°C，則需要使用高溫探頭和特殊的檢測技術(shù)完成檢測。

這則應(yīng)用注釋簡單介紹了有關(guān)選擇高溫探頭和耦合劑的參考信息，以及在使用高溫探頭和耦合劑時需要注意的一些重要事項。應(yīng)用注釋中所講述的常規(guī)超聲檢測針對的是最高溫度約為500°C的材料。在涉及更高溫度材料的研究應(yīng)用中，則需要使用高度專業(yè)化的波導(dǎo)技術(shù)。這類應(yīng)用不在本則應(yīng)用注釋的介紹范圍內(nèi)。

奧林巴斯的高溫探頭分為兩類：雙晶探頭和延遲塊探頭。在這兩種探頭中，延遲塊材料（在雙晶探頭中為內(nèi)置材料）都起到了防止高溫檢測表面損傷激活探頭晶片的隔熱作用。出于設(shè)計原因，在標準探頭產(chǎn)品系列中，沒有高溫接觸探頭或高溫水浸探頭。高溫雙晶探頭和高溫延遲塊探頭可以用于厚度測量和缺陷探測兩種應(yīng)用中。與所有超聲檢測一樣，為某個特定高溫應(yīng)用選擇的最合適的探頭取決于檢測應(yīng)用的具體要求：在厚度測量應(yīng)用中要考慮材料、厚度范圍、溫度等因素，在缺陷探測應(yīng)用中要考慮相關(guān)缺陷的類型和尺寸等因素。

(a) 厚度測量

(b) 缺陷檢測

大多數(shù)常用的超聲耦合劑，如：丙二醇、甘油及超聲凝膠，如果用在高于100°C的熱表面上，都會快速蒸發(fā)。因此，在高溫下進行的超聲檢測要求使用特殊配方的耦合劑，這類耦合劑在高溫下可以保持穩(wěn)定的液態(tài)或糊狀，而不會蒸發(fā)成氣體，被燒焦或散發(fā)出有毒氣體。在使用這些耦合劑時，一定要了解它們特定的溫度范圍，并在它們相應(yīng)的特定溫度范圍內(nèi)使用這些耦合劑。聲學(xué)性能不佳和/或安全隱患的出現(xiàn)，可能源于樣件的實際溫度超出了所用高溫耦合劑可以使用的預(yù)期溫度范圍。

在溫度很高的情況下，即使是特定的高溫耦合劑，也要快速使用，因為時間稍微長一點，耦合劑就會干掉或凝固，且不能再傳播超聲能量。在下一次檢測之前，要將凝固在被測表面和探頭上的殘留耦合劑清除掉。

請注意：垂直入射橫波所需的耦合效果一般不會在高溫情況下獲得，因為商用橫波耦合劑會在高溫下變成液體，并喪失橫波傳播所需的高粘度特性。

還要注意：中溫和高溫耦合劑都不應(yīng)該在通風不暢的環(huán)境中使用，因為通風不暢會存在蒸汽自動起火的隱患，雖然這種情況不太可能發(fā)生。要了解更詳細的情況，請聯(lián)系奧林巴斯。

要查閱奧林巴斯所提供耦合劑的完整列表，以及每種耦合劑的更詳細信息，請參閱標題為超聲耦合劑的應(yīng)用注釋。

在為任何高溫應(yīng)用創(chuàng)建檢測程序時，一定要考慮以下幾個因素：

占空因數(shù)：在設(shè)計所有標準的高溫探頭時，都要考慮到占空比因素。盡管這類探頭的延遲塊對探頭的內(nèi)部起到隔熱作用，但是長時間與很熱的表面接觸也會使熱量高度聚積，而且最終在探頭的內(nèi)部溫度升到足夠高時，會造成探頭的永久性損壞。對于大多數(shù)雙晶和延遲塊探頭來說，當測量溫度在約90°C到425°C的表面時，我們建議它們所使用的占空比為接觸熱表面的時間不超過10秒鐘（最好為5秒鐘），然后最少在空氣中冷卻1分鐘時間。注意這只是一般性的指導(dǎo)原則，如果被測樣件的表面溫度達到了某種探頭的特定溫度范圍的上限時，接觸時間與冷卻時間的比率就變得更為重要。一般來說，如果探頭的外殼變得特別熱，以至于操作人員不帶手套時不能用手舒服地握住探頭時，就說明探頭的內(nèi)部溫度已經(jīng)達到了可以損壞探頭的溫度，此時必須使探頭冷卻，才可以繼續(xù)進行檢測。某些用戶會使用涼水冷卻的方式加速探頭的冷卻過程，但是奧林巴斯沒有發(fā)布過任何有關(guān)涼水冷卻的官方指導(dǎo)原則，因此這種方法是否適用必須由用戶自己決定。

奧林巴斯的EPOCH系列探傷儀及其所有測厚儀都有凍結(jié)功能，這個功能可用于凍結(jié)屏幕上顯示的波形和讀數(shù)。凍結(jié)功能在進行高溫檢測時非常有用，因為它可使操作人員在采集了讀數(shù)后，快速將探頭從高溫表面上移走。然后，如果需要，用戶可以對增益或凍結(jié)波形上的空白進行調(diào)整。使用測厚儀時，應(yīng)該使用快速屏幕更新模式，以盡量減少探頭與熱表面的接觸時間。

耦合技術(shù)：由于探頭占空比的要求以及耦合劑在其可用溫度范圍的上限時容易固化或汽化的特點，操作人員在進行這類檢測時一定要快速操作。很多用戶發(fā)現(xiàn)最好的耦合技術(shù)是在探頭的接觸面上滴上耦合劑，然后將探頭牢固地按壓在被測表面上，不要扭動或碾磨探頭（否則會使探頭受到磨損）。在每次檢測之前，一定要將凝固在探頭端部上的殘留耦合劑清除掉。

增益提升：38DL PLUS和45MG測厚儀都提供了可由用戶調(diào)節(jié)的增益提升功能，這點與所有EPOCH系列探傷儀一樣。因為高溫測量過程中會出現(xiàn)較大的聲能衰減現(xiàn)象，因此在測量之前提高增益值通常都非常有用。

聲速變化：所有材料的聲速都會隨著溫度的變化而改變，會隨著材料溫度的升高而減慢。要對高溫材料進行準確的厚度測量，往往需要對聲速進行重新校準。鋼中的聲速，在溫度每變化55°C時，會有大約1%的變化。（確切的聲速變化值取決于合金的成份。）塑料和其他聚合物中聲速的變化會大得多，在溫度每變化55°C，一直到達到熔點的情況下，聲速的變化可能會接近50%。如果用戶沒有一份材料的溫度/聲速變化圖表，則要在實際檢測的溫度下，對由被測材料制成的樣件進行一次聲速校準。38DL PLUS測厚儀中的溫度補償軟件功能可用于基于一個編入程序的溫度/聲速常量，為已知升高的溫度自動調(diào)整聲速。

零位重新校準：當使用雙晶探頭進行厚度測量時，切記特定探頭的零位偏移值會隨著溫度的升高而變化，因為聲波在延遲塊中的傳播時間會發(fā)生變化。因此，為保證測量結(jié)果的準確性，需要時常對探頭的零位值進行重新校準。在使用奧林巴斯的腐蝕測厚儀時，操作人員可以通過測厚儀的自動零位功能快速方便地完成零位重新校準操作，這個功能也被稱為零位補償功能。

增加的聲衰減：所有材料的聲衰減都會隨著溫度的升高而增加，而且在塑料中的衰減程度要比在金屬或陶瓷中明顯得多。對于典型的細晶碳鋼合金來說，在室內(nèi)溫度下，探頭頻率為5 MHz時，每100毫米單向聲程（相當于每個方向各50毫米的一個往返聲程）的聲衰減約為2 dB。在500°C的溫度下，每100毫米聲程的聲衰減會增加到約15 dB。在高溫下通過長聲程進行檢測時，這種對聲衰減的影響會要求用戶使用很高的儀器增益，還可能需要對在室溫條件下創(chuàng)建的距離/波幅校正（DAC）曲線或時變增益（TVG）程序進行調(diào)整。

聚合物中的溫度/衰減效果會高度依賴組成材料的不同成分，但是，一般來說其衰減程度為上述鋼材料衰減值的幾倍。特別是在使用較長的高溫延遲塊時，因為當延遲塊的溫度升高時，聲波在延遲塊中的傳播可能會得到完全衰減。

楔塊中的角度變化：對于任何高溫楔塊來說，楔塊材料的聲速將隨著溫度的升高而減少，因此隨著楔塊溫度的升高，聲波在金屬中的折射角度會增大。如果在某項檢測中需要考慮到這個因素，則用戶必須在實際操作溫度下，核查聲波的折射角度。實際上，在檢測中溫度的變化經(jīng)常會使操作人員很難準確地判斷聲波的實際折射角度。