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超声波探头与被测物体表面接触。主控制器控制发射电路，使探头发出的超声波到达被测物体底面反射回来，该脉冲信号又被探头接收，经放大器放大加到示波器垂直偏转板上。标记发生器输出时间标记脉冲信号，同时加到该垂直偏转板上。而扫描电压则加在水平偏转板上。因此，在示波器上可直接读出发射与接收超声波之间的时间间隔t。被测物体的厚度h为：h＝ct/2，式中c为超声波的传播速度。
超声波在遇到空气时会急剧衰减掉，为了让排出掉超声波探头和工件之间的空气，采用超声波耦合剂去除。通常在工厂测量比较光滑的工件表面采用一般机油或其他无腐蚀的液体即可，比较粗糙的表面可采用比较粘稠的黄油，测量完毕一定要把探头表面以及标准块表面耦合剂擦除掉。
一般耦合剂在接触高温物体时，会瞬间蒸发或干结掉，这样超声波就很难达到被测工件，高温耦合剂就是在一定高温状态下他的物体特性不会发生变化，这样就会顺利测量高温物体。
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