阿尔泰科技 | 工业双芯技术：超声与激光测厚，精准守护材料健康
2019年，在某化工厂的例行巡检中，技术人员利用超声波测厚仪对一段表面完好的管道进行检测，结果发现一处壁厚已减薄至2.1毫米。随后紧急更换该段管道，内部检查确认存在严重局部腐蚀。这次检测成功避免了一起潜在的泄漏事故。
在工业生产中，厚度测量绝非简单的尺寸测量，而是一项高度精准的材料诊断技术。它如同对材料进行内部扫描，能够揭示肉眼不可见的问题，广泛应用于质量控制和设备状态监测。从早期的接触式测量工具（如千分尺）发展至今，已逐步演进为超声、激光、射线等非接触式测厚技术。
不同材料和应用场景对测厚方法提出了多样化的要求。从管道腐蚀检测到玻璃光学性能分析，从电缆绝缘层的老化评估到金属板的工艺缺陷识别，每种情况都需要选择适合的测量手段。
一、激光位移测厚——以光为尺，精度无误
激光位移测厚技术基于光学三角测量原理。激光器发射出一束高精度光束，照射到待测物体表面后，反射光通过透镜系统聚焦到光电探测器上，形成一个光斑。光斑位置的变化会引发探测器输出电压的变化，通过分析该变化，即可计算出物体表面的位移。
在工业应用中，为了消除因振动或位移带来的误差，先进的系统通常采用双激光对射结构。在被测物体的上下两侧对称布置两个激光传感器，分别测量距离，再通过差值计算实际厚度。这种方式有效提升了测量的稳定性与准确性。
实施方案
- 信号采集：激光光斑投射到光电探测器（如CMOS或PSD）表面，其位置变化转化为模拟电压信号。
- 数据转换：数据采集卡承担关键任务，将模拟信号数字化。16位分辨率可将±10V电压划分为65536个等级，实现微米级的测量精度。高采样率确保在高速测量条件下也能稳定采集数据。
- 厚度计算：采集卡同时处理上、下两个传感器的电压信号，分别换算为距离值L1和L2，最终通过差值计算厚度。
典型应用场景
激光位移测厚特别适用于透明材料（如玻璃）、高反射金属表面或非接触测量需求。在浮法玻璃生产线上，该系统可实现0.5%以内的相对误差，且无需物理接触材料表面，避免划伤产品，实现100%在线检测。
二、超声波测厚——以声为眼，透视内部
超声波测厚技术类似于为材料进行“B超检查”，它通过声波在材料中的传播特性来感知内部结构变化。在均匀介质中，超声波在不同界面间会发生反射，通过对这些回波信号的分析，即可推断材料厚度。
实施方案
- 信号来源：探头接收从材料底部反射回来的超声回波。
- 数据采集：系统通过测量一次底波（B1）和二次底波（B2）之间的时间差，结合超声波传播速度，计算材料厚度。由于超声频率较高（通常1MHz至20MHz），为满足采样定理，采集卡的采样率通常为信号频率的5-10倍以上。
- 计算核心：数字信号处理算法自动识别回波峰值，通过时间差（Δt）结合采样周期，精确计算厚度。
测厚技术：工业安全的关键防线
从传统视觉判断到现代仪器测量，从粗略估算到精密量化，测厚技术的进步反映了工业领域的快速发展。如今，这项技术不仅提供数据支持，更成为评估材料健康状态、预测寿命和预警风险的重要工具。
在现代化工厂中，测厚检测已成为预防性维护体系的关键环节。通过周期性的设备“体检”，企业可从“故障后维修”转向“提前干预”，推动智能制造与高效安全并行。
无论是防止管道泄漏的超声检测，还是保障光学器件质量的玻璃测厚，这些高精度的“材料诊断术”正在默默守护着工业系统的稳定运行。
下次当你路过化工厂、仰望玻璃幕墙，或是使用家用电器时，不妨想想——在这些看似普通的产品背后，精密的测厚技术正持续地进行着“厚度体检”，确保我们的生活与生产环境安全而高效。