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超声检测范文1
[关键词]超声波无损检测混凝土构件缺陷
中图分类号:TU19文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1120125-04
一、引言
混凝土构件在制作或使用过程中,经常因为管理不善或受环境及自然灾害的影响,其内部可能出现不密实、裂缝或空洞区,其外部可能形成蜂窝麻面或损伤层等缺陷。这些缺陷的存在会严重影响构件的承载力和耐久性[1],采用有效方法查明混凝土缺陷的性质、位置及范围,以便进行技术处理,是工程建设中的一个重要内容。目前,在检测混凝土构件的缺陷方面,超声无损检测的应用比较广泛。其主要方法是:首先测出超声波在混凝土构件各段的传播速度,再比较所测速度值的差异,找出有突变的地方,进行分析,从而判断缺陷的形态、范围等;有时也结合超声波振幅的变化来考查缺陷状况,但目前使用还不广泛[2,3]。在实际应用中,超声波在混凝土构件中的传播速度受水泥用量、水灰比、混凝土龄期和养护方法、构件尺寸、钢筋分布、以及骨料品种、料径、含量等多种因素的影响;同时,测量振幅也不可避免地受到耦合状态、钢筋、水分等因素的干扰。如果用单一参数的变化来检测混凝土构件中的缺陷,势必存在很大的局限性,可能会影响判断的精度。
为了在混凝土构件超声无损检测中更准确地判断有无缺陷,以及缺陷的性质、位置、范围等,尽可能地消除因干扰因素的存在而引起的误判、漏判,应该对超声波通过混凝土构件缺陷部位后其运动学和动力学参数的变化作定量地分析、研究,为此,本文利用超声模型实验方法[4,5],观测超声波通过有裂缝的混凝土构件模型时其速度、振幅、频率、波形等多个参数的变化,分析和研究这些参数的变化规律及其物理机制,为超声无损检测中综合利用超声波多种参数确定混凝土构件缺陷提供重要的实验依据。
二、仪器和模型
实验所用的仪器是中国科学院武汉岩土力学研究所制造的RSM-SY5型智能声波检测仪,仪器配有该研究所智能仪器研究室开发的RSMSY5声波检测仪通用性操作软件,其工作平台为WINDOWS95及其以上版本,它能很好地实现仪器硬件系统各项性能,并可实时读取到时、声速、声幅、一发双收声速、主频、弹性模量、强度等参数,能快速进行频谱分析,实时显示加余弦窗的可细化功率谱。具有处理速度快、自动化程度好、测量精度较高的特点。
测试中所用的发射换能器和接收换能器的主频为150kHz,用凡士林作为耦合剂。
模型材料为混凝土,用水泥、沙子、碎石等原料按一定质量比配制而成,其中水泥为325#硅酸盐水泥,沙的粒径约为0.35-0.5mm,碎石的粒径约为5-20mm,水泥、沙子、碎石的质量比为:1:1.5:1.5。
制作了无钢筋和有钢筋两种模型,预制了典型的缺陷――裂缝,两种模型编号分别为1#和2#(见图1(a),(b))。
其中,1#模型密实度稍差,无钢筋骨架,有两道裂缝,裂缝贯穿模型横断面,间隙较小,裂缝两侧面混凝土有部分处于接触状态;2#模型密实度较好,有钢筋骨架,只有一道裂缝,裂缝间隙较大,约1.5cm,裂缝处仅钢筋相连,混凝土部分无任何接触。
两种模型类型不同,可用于模拟无钢筋混凝土和钢筋混凝土两种不同构件;而缺陷差异较大,便于通过对比得到定量的结论。
三、原理和方法
(一)原理
超声波在混凝土构件中传播时,其速度与混凝土的密实程度有直接关系,对于原材料、配合比、龄期等相同的混凝土构件来说,一般速度高则混凝土密实,反之则混凝土不密实。此外,当混凝土构件中存在空洞或裂缝时,便破坏了混凝土的整体性,此时,超声波只能绕过空洞或裂缝传播,致使传播距离增大,使测得的视速度降低。
其次,由于空气的波阻抗远小于混凝土的波阻抗,故混凝土构件中的蜂窝、空洞、裂缝等缺陷处便构成了强反射界面,当超声波在混凝土构件中传播时,遇到蜂窝、空洞、裂缝等缺陷时,极易在缺陷界面处发生反射或散射,使超声波能量衰减,且其中频率高的部分衰减更快,因此接收到的超声波振幅减小、频率降低。经缺陷界面传播的反射波或散射波与直达波之间存在一定的相位差,叠加后相互干扰,使接收到的超声波波形发生畸变[6]。
据此,可以利用超声波在混凝土构件中传播时运动学和动力学参数的测量值,对照正常混凝土构件中超声波各参数的标准测量值,进行比较与综合分析,并尽量消除各种已知干扰,有望较为准确地判断是否存在缺陷,并进而确定缺陷的性质、位置、范围等。
(二)方法
1.两种模型测线的布置均采用相对斜测法(见图2),即在模型的相对两个侧面上分别布置发射点和接收点,形成一组未过裂缝的测线与另一组通过裂缝的测线,测线与模型两侧面成一定角度斜交。1#模型的测线距离为13.24cm,2#模型的测线距离为14.28cm。
测线斜向布置能保证每一条测线(不论是否过裂缝)的测试条件基本一致,使测试结果具有重复性与可比性。
1#模型分别布置4条未过裂缝的测线与4条通过裂缝的测线,在每条测线上重复测试5次;2#模型分别布置5条未过裂缝的测线与5条通过裂缝的测线,同样在每条测线上重复测试5次。即每一组分别进行20-25次测试,最后取算术平均值作为该组的测试值。这样可以保证测试结果具有良好的重复性,同时能够减小测试中由于观测误差及耦合不良等因素造成的影响。
2.测试前首先测定仪器系统的走时校正值和振幅校正值。将发射换能器与接收换能器涂上耦合剂后对接,读取初至波走时为5μs,此时段即为系统的零时(走时校正值),测试中读取超声波走时须扣除此值。然后调整设置:采样点数为8192点,采样间隔为0.1μs,增益为100,在此条件下进行空接收,将波形进行多次加权叠加,在所采的整个波列上随机读取50个振幅值,取其平均值作为振幅的修正值,在本实验中所测振幅应加校正值0.114mv,即为振幅测试结果。
实验过程中,仪器的设置状态为:触发阈值:20mv,增益:100,采样点数:2048,采样间隔:0.4μs,脉宽:40μs。为便于识别初至波,在测试过程中,将波形进行多次加权叠加,并将采样时间延迟设为29.2μs。
3.由于该仪器自动进行频谱分析的数据长度不少于512个采样点,如果利用仪器对波列自动进行频谱分析,则所得到的频谱是多个震相叠加所形成的波形的频谱,不能表征单一震相的动力学特征,因此在实验中对所选震相采用人工读取振幅值和周期值的方式。上述测线布置方式接收到的初至波为直达P波,由于初至波的走时、振幅和周期测试较为精确,故本实验选取直达P波的运动学和动力学参数作为测试参数;且由于测线距离较短,直达S波紧跟直达P波之后,因此只读取直达P波的第一个振幅值和第一个周期值。
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直达P波的频率值由公式f=1/T求得(其中:T为周期,f为频率);速度值则由公式V=L/t求得(其中:L为距离,t为走时,V为速度)。
振幅本是一个无量纲的量,所用RSM-SY5型智能声波检测仪中以电压值mv表征振幅大小,因此本文涉及的振幅测试值也标以mv的量纲。
四、结果与分析
按上述测线布置方式及测试方法,对两种模型进行超声波透射测试,得到两种模型未过裂缝与通过裂缝后直达P波的速度、振幅、频率测试值。根据测试数据画出两种模型未过裂缝与通过裂缝的速度、振幅、频率测试曲线图(见图3、图4、图5)。此外还选取了超声波未过裂缝与通过裂缝的波形图(见图6、图7)。以下列出实验结果并做出相应分析。
(一)混凝土构件裂缝对超声波速度的影响
见表1、表2和图3。1#模型和2#模型有一个共同的现象,即未过裂缝的速度测试值对于平均值的偏差较小,约在±5%以内,而通过裂缝后的速度测试值对于平均值的偏差则较大,约为±15%-20%。这一现象表明,混凝土构件中的裂缝会引起超声波速度测试值的较大波动。从物理机制来看,可能是由于裂缝(缺陷)的不均匀导致了波通过不同测线时在裂缝界面处发生的反射或散射是不相同的,对初至波到时形成一定影响,从而造成相邻测线速度值的较大波动。这可以作为混凝土构件中是否存在裂缝(缺陷)的判据之一。
两种模型的速度测试数据还表现出一定的差异。1#模型中,未过裂缝的速度平均值为2692m/s,通过裂缝后的速度平均值为2224m/s,过缝后的速度值约为未过缝速度值的83%,相差不是太大;同时在某些测线上,过缝的速度值接近不过缝的速度值。这是由于该模型裂缝间隙较小,对于通过的波走时的影响较小,所引起的波速变化(降低)不很显著。
又因为裂缝两侧面混凝土有部分处于接触状态,通过此处的超声波走时几乎没有受到影响,故其速度值接近不过缝的速度值。结果表明:对混凝土构件缺陷的超声检测中,速度参数对微小裂隙不敏感。
2#模型中,未过裂缝的速度平均值为3670m/s,通过裂缝后的速度平均值为1999m/s,后者约为前者的54%,相差很大。这主要是由于该模型的裂缝较宽,约为1.5cm,而测线的斜向布置,使得测线段内的裂缝更宽,造成了波速明显降低。表明混凝土构件中的较大缺陷会引起超声波速度值的显著下降。
比较两种模型未过裂缝的速度测试值,可见2#模型是大大高于1#模型的,表明2#模型的混凝土比1#模型的混凝土更为致密[7]。
(二)混凝土构件裂缝对超声波振幅的影响
见表1、表2和图4。1#模型未过裂缝的振幅平均值为4.73mv,通过裂缝后的振幅平均值为0.08mv,过缝后振幅(能量)衰减非常大,仅为不过缝的振幅值的1.69%;2#模型未过裂缝的振幅平均值为2.71mv,通过裂缝后的振幅平均值为0.13mv,过缝后振幅(能量)衰减也非常大,仅为不过缝的振幅值的4.80%。从两种模型过缝与不过缝的观测数据可知,无论裂缝的宽度如何,超声波通过裂缝后能量均有很大的衰减,过缝后超声波的振幅值与未过缝的振幅值有非常明显的区别。总的来说,超声波的振幅参数对混凝土构件中的裂缝是比较敏感的,在保证耦合良好和测试条件基本一致时,振幅值可作为判断有无裂缝(缺陷)的重要参数。
由图可见,两种模型中未过裂缝的振幅测试值对于平均值的偏差约为±20%,而通过裂缝后的振幅测试值对于平均值的偏差约为±30%,均较大,估计这是由于每一次测试的耦合及测试条件的差异所导致的。实验中发现,耦合得稍差,接收到的超声波的振幅就明显减小,因此在测试振幅参数时保证耦合较好和测试条件基本一致是至关重要的。同时也提示了在测试振幅数据时,对同一点做多次测试的必要性。
前面对速度测试值的分析中谈到,2#模型的速度值大大高于1#模型,表明2#模型的混凝土比1#模型的混凝土更为致密。从理论上来说,当超声波经过介质时,介质越疏松,能量的衰减就越快,也就是说,两种模型未过裂缝的振幅值,应该是2#模型高于1#模型。然而实验结果恰恰相反,2#模型未过裂缝的振幅平均值为2.71mv,而1#模型未过裂缝的振幅平均值为4.73mv,前者仅为后者的57%,为了验证结果的可靠性,对这一部分进行了反复测试,证明了测试数据具有重复性。对这一现象,一种可能的解释是:在测线布置上,2#模型测线的偏斜角度更大一些,由于发射换能器的能量主要集中于轴向方向,测线的偏斜角度大会使得接收能量损失较大;而更主要的原因可能是两种混凝土构件差异较大,在这一个问题上不具有可比性,也许要有两件材质、尺寸完全一样,仅仅存在疏、密差异的试件进行对比试验,才能给出正确结论。这已经超出了本文的范围,故仅作上述讨论。
还有一个现象,前已列出:1#模型过缝后的振幅值降低为不过缝的1.69%;2#模型过缝后的振幅值降低为不过缝的4.80%。2#模型裂缝较宽,按理振幅值降低应该更大一些,实验结果却相反,分析认为,2#模型裂缝处有钢筋相连,超声波部分能量可通过钢筋传递,故其衰减稍小一些。
(三)混凝土构件裂缝对超声波频率的影响
见图5。1#模型未过裂缝的频率平均值为80.1kHz,通过裂缝后的频率平均值为52.1kHz,过缝后频率值为不过缝频率值的65%;2#模型未过裂缝的频率平均值为78.0kHz,通过裂缝后的频率平均值为60.8kHz,过缝后频率值为不过缝频率值的78%。说明通过裂缝后,超声波的频率值有所降低,这是符合波传播理论的。令人疑惑的是,2#模型裂缝较宽,然而与1#模型相比,频率值的降低却较少。这可能是因为2#模型裂缝处有钢筋相连,而1#模型裂缝处完全是空气间隙,因此2#模型过缝后频率值降低较少。
由图可见,1#模型中未过裂缝与通过裂缝的频率测试值对于平均值的偏差均约为±20%;2#模型中未过裂缝与通过裂缝的频率测试值对于平均值的偏差约为±12%-14%,均较大。估计一方面这是由于每一次测试条件的差异所导致;另一方面,测试周期时读取的是直达P波的第一个周期,有时在此时段内还有其它后续震相(如直达S波)存在,二者迭加致使波形发生畸变,可能会影响所读取周期的精度,致使频率测试值波动较大。
结果表明:超声波通过裂缝后频率值有所降低,但降低幅度不是很大,即频率参数用于检测混凝土构件裂缝(缺陷)的敏感度不高;尤其当测距较短时,续至波与初至波迭加在一起,会影响频率测试值的精度。因此在对混凝土构件缺陷进行超声检测时,频率参数只能作为一个参考因素,同时在检测时应保证测试条件基本一致,尽可能降低测试误差,才能提高结果的可信度。
(四)混凝土构件裂缝对超声波波形的影响
实验中,分别在未过裂缝和通过裂缝的测线上,以0.4μs的采样间隔、采集2048点绘制波形图,波形时段约820μs(见图6)。对两种波形进行对比和分析:
1#模型:未过裂缝时,可较准确地区分出直达P波(初至波)和直达S波(续至波);波列的振幅有明显衰减的趋势,400μs后波列振幅明显减小、周期显著增大;整段波形较规则、平滑。通过裂缝后,无明显的直达S波;整段波列上,有一个很大周期的基波,不同震相的波列叠加其上,波形很不规则。
2#模型:未过裂缝时,也可较准确地区分出直达P波(初至波)和直达S波(续至波);波列的振幅有明显衰减的趋势,300μs后波列振幅明显减小、周期显著增大;可看出整段波形同样较规则、平滑。通过裂缝后,无明显的直达S波;波列振幅无衰减趋势;整段波形很不规则,有许多拐点,似乎叠加了许多散射与多次反射震相。
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为观察更长时段波列的变化,分别在未过裂缝和通过裂缝的测线上,以0.4μs的采样间隔、采集8192点绘制波形图,波形时段约3280μs(见图7)。
由于波形密集,无法看清细节的差异,但总体的差异,却更明显了。由图可看出未过裂缝时,波列振幅明显衰减;通过裂缝后,1#模型有一个很大周期的波列(约为1000μs),
2#模型的波列振幅无明显衰减趋势。这与上述观测现象是一致的。
波形无法定量观测,但波形图的明显差异,能够提供检测中判断缺陷的重要信息。未过裂缝时,超声波经过均匀介质,震相较简单,波形较规则,波列振幅衰减较快。经过裂缝后,超声波在裂缝处会发生多次反射、散射、绕射等,众多震相叠加,使得波形极不规则;而缺陷的存在,则使得波列振幅衰减很慢;过缝后无明显的直达S波,是由于裂缝中存在空气,而S波无法在液态或气态介质中传播的原因;1#模型过缝后出现很大周期的波列,是用于判断缺陷的重要依据,2#模型过缝后并没有出现这样一个大周期波列,可能是因为裂缝处有钢筋相连的缘故。
五、结论与讨论
1.对混凝土构件进行超声无损检测时,超声波的振幅参数对混凝土构件中的裂缝是最为敏感的,本文实验得到,通过裂缝后振幅(能量)衰减极大,仅为未过裂缝振幅值的1.69%-4.80%。换能器与试件耦合不好对振幅值的影响较大,在测试振幅参数时保证耦合良好和一致是至关重要的。在耦合良好和测试条件基本一致时,振幅值的大幅衰减可作为判断混凝土构件存在裂缝(缺陷)的主要依据。
2.对混凝土构件的超声检测中,超声波的速度参数对微小裂隙是不敏感的;缺陷较大则会引起速度值的显著下降。本文实验中,当裂缝较宽时,通过裂缝后速度大幅下降,为未过裂缝速度值的54%。混凝土构件中的裂缝会引起超声波速度测试值的较大波动,达到±15%-20%,可作为混凝土构件存在裂缝(缺陷)的判据之一。
3.超声波通过裂缝后,频率值有所降低,但幅度不是很大,约为未过裂缝频率值的65%-78%,即频率参数用于检测混凝土构件裂缝(缺陷)不够敏感。当测距较短时,续至波与初至波迭加在一起,对频率值的测试精度影响较大。因此对混凝土构件缺陷进行超声检测时,频率变化只能作为一个参考因素;在检测时应保证测试条件基本一致,尽可能减小测试误差。
4.超声波通过裂缝与未过裂缝,波形存在明显差异。未过裂缝时,超声波经过均匀介质,震相较简单,波形较规则,波列振幅衰减较快。经过裂缝后,超声波在裂缝处发生多次反射、散射、绕射等,多个震相叠加造成波形不规则;缺陷的存在使得波列振幅衰减很慢;因裂缝中气态介质对S波的阻隔作用,波形中观察不到明显的直达S波;超声波通过裂缝后有时会出现很大周期的波列,可作为判断缺陷的重要依据。
5.混凝土构件有多种类型,其内部的缺陷也千差万别,在混凝土构件缺陷的超声无损检测中,全面考察超声波运动学和动力学各参数的变化,综合分析其对应的问题,才能够提高判断的准确性,避免误判和漏判。
参考文献:
[1]沈新普、鲍文博、沈国晓著,混凝土断裂与损伤[M].北京:冶金工业出版社,2004.
[2]蔡中明、等编著,混凝土结构试验与检测技术[M].北京:机械工业出版社,2005.
[3]侯宝隆、蒋之峰编译,混凝土的非破损检测[M].北京:地震出版社,1992.
超声检测范文2
关键词：小径管焊缝 超声检测 双晶探头
中图分类号：TG441 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）09（a）-0082-02
密排小径管与板焊接形成管板，管板焊缝管口接头长期承受压差对管子产生的轴向载荷，多次反复加热、冷却，承受高压和介质腐蚀。因此，为了保证管板的质量，就必须对其焊接质量进行有效的检测。
由于密排小径管焊缝为多管密排的焊接结构，无法从单条焊缝的外部实施检测，只能从密排小径管内壁入射声波实现对焊缝熔深的检测。为此我们研制了专用的小尺寸水浸双晶接触式探头，设计了有效的检测工艺和各种检测附件，在以前手动检测系统的基础上，建立了自动检测系统，使得内径只有6 mm的多管密排管板焊缝熔深得以检测，且可以一次同时检测3根焊缝，大大提高了检测效率，为后续研究提供了有利的技术保障。
1 密排小径管焊缝缺陷超声检测方案的理论分析
1.1 密排小径管由钛合金管采用激光电子束焊接组成及其特点
密排小径管由钛合金管采用激光电子束焊接组成。其结构如图1所示。
其结构特点是：
（1）管子内直径小，仅6 mm。
（2）管子密集排列。
（3）管壁较薄，仅1.7 mm。
1.2 超声检测方法确定
被检工件结构如图1所示，从检测方案的制定考虑，由于密排小径管焊缝为多管密排的焊接结构，无法从单条焊缝的外部实时检测，只能从管材内壁入射声波实现对焊缝熔深的检测。综合考虑检测灵敏度和盲区的因素应采用双晶片一发一收的方式[1]。超声检测原理见图2。
从检测工艺的制定考虑，管材内径只有6 mm，因此应研制专用的小尺寸探头进入管材内部检测；由于管材名义壁厚只有1.725 mm，因此在探头制作时应考虑尽可能减小检测盲区，且采用高频。探头进入管材内部后只能对管与板的焊接情况进行检测，不能对熔深进行测量，因此应研制相应的附件对探头的检测部位定位。声波要实现从内壁入射，管材内壁必须要有声波的传导介质；长度1955 mm的组件，管内充满导波介质，组件必须纵向垂直放置。因此应设计可以使组件纵向垂直并有充水装置的检测安装台架。
2 超声检测探头和试块的研制
2.1 超声检测探头的研制
探头是超声探伤系统中的重要部件之一。在超声探伤中，超声波的发射和接收是通过探头来实现的。根据上一章的分析要检测出管板焊缝中的熔深，需采用水浸双晶探头进行检测，由于市场无适合的成品探头，因此需研制专用双晶探头。
2.2 探头参数选择
探头参数选择十分重要，如果参数选择不当会影响检测结果。总的选择原则是：要保证能够100%扫查工件，要有尽可能高的灵敏度。
2.2.1 频率
在保证探伤灵敏度的前提下尽可能选用较低的频率。
根据检测要求能够发现最小φ0.5mm当量的缺陷。而探伤灵敏度为λ/2。所以，λ为1 mm。
又因为钛合金的声速为6 070 m/s。所以得到频率为6.07×106 Hz，故选择频率为15 MHz。
2.2.2 晶片材料
见表1。
晶片的机电耦合系数K应较大，以便获得较高的转换效率；机械品质因子θm应较小，以便获得较高的分辨率和较小的盲区；压电应变常数d33和压电电压常数g33应较大，以便获得较高发射灵敏度和接收灵敏度；频率常数Nt应较大，以便获得较高的频率；居里温度Tc较高，声阻抗适当。表1是我们掌握的晶片材料主要性能参数，通过表1的数据，重点考虑获得较高的分辨率和较小的盲区，选择PZT-5作为晶片材料。
2.2.3 晶片间的干扰
在避免声波干扰和能接收到底面回波的情况下选择近可能小的晶片间距，其中隔声层为0.5 mm，隔声层的材料选用锡青铜（其避免声波干扰的性能较好）。
2.2.4 晶片的大小
在保证灵敏度和能接收到底面回波的前提下，尽可能小。由于管内径只有6 mm，确定探头外径Φ5 mm，晶片尺寸设计为：2×3 mm。
2.2.5 晶片的形状
以反射效率高为原则，设计中采用了方形晶片。
2.2.6 盲区的控制
晶片材料的选择已充分考虑了较小探头盲区，在此基础上将探头形式设计为双晶一发一收的形式，进一步减小盲区。在制作的校准试块上该探头清晰显示了1.425 mm厚度指示，证明盲区小于1.425 mm，达到了设计目的。
2.3 探头设计
按2.2探头参数选择原则，设计加工了探头，其结构见图3。
2.4 对比试块的制作
为了调整检验参数，绘制回波信号变化与探头相对熔化边界位置的关系曲线，测定探头的参数和工作特性。设计了校验试块，校验试块功能和结构，见图4。
3 检测系统
检测系统由超声波探伤仪、超声波探头、管板焊缝缺陷的超声自动检测系统组成，超声自动检测系统主要包括机械传动系统和数据处理系统两部分，机械传动系统主要包括伺服运动机构（探头架驱动系统）、三个超声探头旋转驱动装置、超声探头保护及手动装置、工作台固定与连接装置、激光定位装置等部分组成；数据处理系统主要包括自动控制定位子系统和检测数据自动处理子系统。检测系统总框图如图5所示。
4 方法验证
焊接工艺人员提供了两次共24个焊接样品，专门作为管板焊缝熔深检测技术研究的方法验证样品。超声检测的结果与金相解剖的结果吻合良好，该检测方法充分得到了工艺人员的信任。超声检测与金相检测结果对比如表2、表3所示。
5 结语
水浸双晶探头法可有效检测密集管板焊缝熔深及缺陷。
专用双晶探头可有效地消除表面波并且适用于管板缝焊接质量的检测。
专用管板焊缝熔深及缺陷自动化检测系统适用工件检测，检测效率得到提高。
超声检测结果和金相解剖结果吻合良好。
超声检测范文3
【关键词】超声检测；灌注桩混凝土
引 言
用超声检测灌注桩抗压强度的意义十分重大，超声属于一种无损检测手段，有无损、迅速、准确等优点。用超声检测灌注桩缺陷比较成熟，但是，目前国内还没有关于超声检测混凝土强度的规范，也就没有全国统一的测强曲线，因此还不能用超声波检测混凝土的强度.灌注桩施工过程的质量监测，目前常用的方法是取芯，但是这种方法有很多的缺点，比如对构造物有破坏性、取样率低、速度慢、不能对桩体强度分布作出判断，而超声法解决了以上的问题。混凝土强度与超声波传播速度之间的相关规律是随着技术条件不同而各异的，即定量关系是受原材料和工艺条件如水泥品种、粗骨料品种和含量、龄期、养护条件等因素影响的.因此各类混凝土没有统一的声速-强度关系曲线，即不能根据超声声速推算预先不知道强度关系的某种混凝土强度。
1、超声检测灌注桩混凝土的基本原理、方法及适用范围
混凝土是由多种材料组成的多相非匀质体。对于正常的混凝土，声波在其中传播的速度是有一定范围的，当传播路径遇到混凝土有缺陷时，如断裂、裂缝、夹泥和密实度差等，声波要绕过缺陷或在传播速度较慢的介质中通过，声波将发生衰减，造成传播时间延长，使声时增大，计算声速降低，波幅减小，波形畸变，利用超声波在混凝土中传播的这些声学参数的变化，来分析判断桩身混凝土质量。声波透射法检测桩身混凝土质量，是在桩身中预埋2～4根声测管。将超声波发射、接收探头分别置于2根导管中，进行声波发射和接收，使超声波在桩身混凝土中传播，用超声仪测出超声波的传播时间t、波幅A及频率f等物理量，就可判断桩身结构完整性。声波透射法适用于检测桩径大于0.6m混凝土灌注桩的完整性，因为桩径较小时，声波换能器与检测管的声耦合会引起较大的相对测试误差。其桩长不受限制。
2、超声法检测灌注桩混凝土强度试验
超声波在混凝土中的传播速度取决于混凝土的密度和弹性性质，而混凝土的弹性模量又与抗压强度存在着内在联系.所以混凝土中超声波的传播速度v与混凝土的抗压强度之间也有着良好的相关性，即混凝土的强度越高，相应的超声声速值也越高。混凝土强度与超声波传播速度之间的相关规律是随着技术条件不同而各异的，即定量关系是受原材料和工艺条件如水泥品种、粗骨料品种和含量、龄期、养护条件等因素影响的.因此各类混凝土没有统一的的关系曲线，即不能根据超声声速推算预先不知道关系的某种混凝土强度。本文通过对不同的龄期和不同设计强度等级的室内大量立方试块、模型桩以及现场工程桩的声速的测定，用统计分析方法建立起不同的设计强度、不同龄期的混凝土声速与时间强度之间的相关关系。从而建立本地区的超声测强曲线，利用该曲线测定超声声速可推定混凝土的强度。
2.1 立方体试块率定试验
试块的制作分六种强度等级，即C10、C20、C30、C15、C25、C35.试块尺寸为150mm×150mm×150mm，每种设计强度各做30块.试块的原料选用425普通硅酸盐水泥.最大粒径不超过40mm碎石、中砂.按《普通混凝土配比设计规定》（JGJ55-81）的配比设计.制作时各种原材料均过磅，采用人工振捣方式，室内水池中进行养护。各设计强度试块依各预定龄期（3、5、7、10、15、28天），用一对小型径向换能器紧紧靠在试块的对称边上，每个试块检测3个点的声参量，每个点包括首波声时和振幅.各设计强度试块在每个龄期全部进行声参量测试，检测完毕后，每组（3块）擦干后放在压力机上做破坏性试验，得出此龄期的抗压强度值.
2.2 模型桩试验研究
模型桩试验的灌注是按照如下数据进行，桩身10m，桩径1.3m，按混凝土设计强度等级模型桩分三组：分别为C20两根桩，C30两根桩，C40一根桩.每根桩径向设置一对声测管Υ38钢管.模型桩每到一定的龄期（3、5、7、10、15、20、28天）后，进行超声检测，测得首波声时值和首波幅度值。
2.3 工程桩超声检测试验工程
桩取自位于A工程出口的改建桥梁，总计做10根.其桩身33m，桩径1.3m，结合研究对现场工程桩进行不同龄期检测试验，检测龄期为3、7、10、15、28天，同时预留试块30块，试块超声法检测龄期为3、7、10、15、28天.工程桩超声检测的方法是将发射和接收换能器分别置于注满清水的两声测管中，以相同高程，等间距自上而下同步移动，并由超声检测仪逐点采集记录首波时值和首波幅度值.
3、钻孔灌注桩桩身混凝土强度的推定及工程应用
桩身混凝土强度的推定有两种情况：一种是以总体验收为目的，即给出其全桩的平均强度；另一种是以缺陷区或低强度区的强度值验算为目的，给出低强度值，以便确定处理方案。我们将上述两种情况分别处理。
比如，灌注桩缺陷区及桩纵剖面逐点混凝土强度的估算中，钻孔灌注桩由于施工中水文地质，机械故障，操作失误，管理不善等原因，有时会发生断桩、夹泥、夹砂以及灌注不良造成局部缺陷，如不密实，离析等事故。通过超声检测若确定为严重缺陷，如大面积夹泥、夹砂等松散物，则该区可作无强度处理。但是，如果缺陷为混凝土低强度区，则仍具有一定强度。若能确定缺陷区内混凝土的强度，给出全桩纵向各处的深度─强度值，则对缺陷桩的安全核算及确定修补方案具有重要指导意义。根据本次试验研究成果，采用“声速─衰减”综合法，进行推算桩纵剖面逐点混凝土强度效果较好。该法采用声速、幅度两项参数来推算桩纵剖面逐点强度。其公式如下：
式中，a为各测点的衰减系数（a=第i点首波幅度值平均幅度值）；其它符号意义同前。采用该法时应保证探头在声测管中的耦合稳定，在同一根桩内检测只能用同一对反射和接收换能器，以保证a值的稳定测量和准确性。
总之，对于均匀性较差的桩，以及缺陷桩，要检测和推算其各点强度。如果工作做得仔细，用“声速─衰减”综合法能取得较好的结果。
结束语
超声检测较其它检测方法有它的优越性。如：大长灌注桩的检测；超声检测能提供信息施工；方便可靠；不但能检测基桩混凝土灌注质量的均匀性、桩身的完整性，还能推算混凝土强度。是目前基桩检测中应用比较广泛的一种手段。针对某一工程可在现场做150mm立方体试块7～10组（21～30块），分别在不同龄期下（3天、5天、7天、10天、15天、20天、28天），用上述试验的方法，做超声检测和抗压强度试验，建立不同龄期下，声速与强度的关系式，求出A、B值。将现场建立的关系式和A、B值用于此工程即可。
参考文献
[1]陈达力.超声检测灌注桩混凝土缺陷的判断方法[C].//第三届浙江省岩土力学与工程学术讨论会论文集.1997：163-168.
[2]王英.混凝土灌注桩工程质量超声波检测理论、方法及应用[D].山东科技大学，2005.
超声检测范文4
【关键词】 胆囊疾病；超声检查；诊断价值
文章编号：1004-7484（2013）-02-0985-01
胆囊疾病是一种临床上较为常见的疾病，对于患者的日常生活和工作有较大影响，需要患者进行及时治疗，否则会演变成胆囊癌，危及患者的生命安全。超声检查是一种能够向临床诊断提供可靠依据的无创性检查方法，具有方便、直观、诊断速度快的优势，对于胆囊疾病的诊断价值较高[1]。现在选取我院收治的胆囊疾病患者，对其应用超声检查的情况进行回顾性分析，同时将回顾结果报告如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料 选取我院在2008年7月——2012年10月间收治的61例胆囊疾病患者，其中，男性35例，年龄在23-71岁之间，平均年龄为48.7岁，女性26例，年龄在25-74岁之间，平均年龄为49.1岁。对所有患者实行超声检查，并对患者的超声图像特征进行观察和分析，评估患者的超声诊断价值。
1.2 方法 对患者主要采用ALOKAα10型超声诊断仪进行检查，将诊断仪的探头频率定为3.5MHz，在进行检查前，应当确保患者的饮食清淡，在检查当天要确保患者空腹，而且禁食在8个小时以上，在检查过程中，对患者的胆囊部位实行多、全方面的扫查，在必要时还可以对患者采用脂餐试验或者复诊等，对胆囊的形态、大小囊壁厚度及胆囊内部出现回声的情况和周边情况进行观察和分析。对于得到的数据及结果进行记录[2]。
1.3 统计学分析 对于本文中所得实验数据均采用SPSS12.0统计学软件进行t检验，对于所有患者的年龄、性别等一般性指标进行检验，差异较小，无统计学意义（P>0.05）。对于所有患者在诊断前后的病理判断情况进行分析，差异显著，有统计学意义（P
2 结果
通过对所有患者实行超声检查，结果显示，61例患者中，超声诊断为急性胆囊炎的有14例，主要表现为胆囊增大，囊壁较厚，而且不光滑，其中4例患者还合并有胆结石。诊断为慢性胆囊炎的有18例，主要表现为胆囊大小缩小或者呈正常状态，囊壁明显增厚，大于4mm，回声较强，而胆汁的透声无异常。诊断为胆囊息肉样变的有15例，主要表现为胆囊壁上出现单个或者多个大小不等突起，最小的在2-3mm之间，最大的可达12mm，不会随着的移动而移动，而且后方没有声影出现，其中有4例患者合并有胆结石。诊断为胆囊结石的有4例，主要表现为胆囊息肉表现为椭圆形、圆形或者是半月形。诊断为胆囊癌的有1例，通过病理分析后证实患者属于胆囊癌。诊断为胆囊继发性肝病改变的有9例。主要表现为胆囊壁出现明显增厚现象，厚度可达5-11mm，同时还发现患者出现腹水声像及肝硬化病变。
3 讨论
随着临床医学技术的快速发展，超声检查逐步成为临床上用于诊断疾病较为常见的检查方法，尤其是对于胆囊疾病的诊断，正确率非常高，对于胆囊的病变判断非常敏感，不仅能够确定胆囊炎症的发病程度，同时还能够对胆囊息肉及结石大小、数量和形态进行直观检查，虽然还不能够对胆囊息肉的病理类型进行分辨，但能够对胆囊息肉的大小进行对比分析[3]。在本文的研究过程中，主要对所有患者采用超声检查方法进行诊断，经过诊断发现患者的病理类型，同时根据患者的实际情况及其临床资料对患者采取有效的对症治疗措施，所有患者的病情均得到了较大程度的改善，而且治疗效果显著，由此可见，超声检查方法对于患者的诊断准确率较高，在很大程度上降低了患者的经济负担和精神压力，促进了患者生活质量的提高[4]。此外，超声检查所表现出的无创、简单、直接等优点也极大地缓解了患者的诊断痛苦，但在检查过程中，应当保持仔细和认真，在诊断前应当详细询问患者的病史及所表现出的临床症状，如果不能确定则要采取复查措施，以确保对患者诊断的准确性，从而降低胆囊疾病诊断的漏诊率，并有效实现患者病情的快速康复。
参考文献
[1] 张计兰，李俊文.超声检查在腹腔镜胆囊切除术前后的临床应用价值[J].实用医技杂志，2008，84（05）：87-88.
[2] 翟暖锋.胆囊疾病超声诊断的临床分析[J].中国临床医生，2011，98（08）：89-90.
超声检测范文5
关键词：超声检查；剖宫产；切口愈合
近年因各种原因剖宫产率不断升高，其并发症也相应增多。国内资料报道剖宫产孕产妇的并发症比阴道分娩的要多2～5倍，而肺栓塞、子宫切口感染、出血等严重并发症甚至可以危及患者生命。剖宫产后子宫切口愈合不良是最常见并发症之一，也是引起产后晚期出血的原因之一。本文就剖宫产子宫切口愈合不良声像图表现做一小结。
1资料与方法
1.1一般资料 2013年5月～12月我院剖宫产患者389例，年龄20～4.3岁，平均年龄78.5岁；其中术后持续发热3d以上21例，占5.39%；腹痛19例，占4.88%；血性恶露持续至产后42d复查者13例，占3.34%；二次剖宫产17例，占4.37%。
1.2方法 使用彩色多普勒超声诊断仪，经腹探头频率为3.5MHz和5.0～7.5MHz。患者检查前适量充盈膀胱，常规观察子宫形态、大小、宫旁组织及双侧附件，然后重点观察子宫前壁下段情况，记录切口处及周围异常回声区的大小、形态内部回声及血流分布。
2结果
389例剖宫产术后子宫切口，愈合良好365例，占93.57%；其声像图表现为子宫复旧良好，因检查的时间不同，超声表现可略有差异。切口处子宫浆膜层连续，光滑或略有突起，肌壁回声略低，其内可见点状稍强回声，无声影，提示缝线未完全吸收。切口处肌壁内及周围未见液性暗区。子宫切口愈合不良24例，占6.16%；声像图表现为切口处肌壁及浆膜层增厚，回声不均匀，呈团块状低回声，与周围正常宫壁组织分界不清，并且突向膀胱，程度不一，表面不光滑。其内可见不规则形无回声暗区。通过本组病例观察切口愈合愈差，其内积液愈多，病情愈重。7例患者超声观察到子宫切口处部分中断，不仅切口处宫壁内可见大片状积液， 子宫直肠窝及子宫周围亦可见积液。患者临床表现均有发热，腹痛，阴道出血，子宫复旧不良等。子宫切口憩室2例，占0.51%。其声像图表现为子宫切口处由宫腔内突向肌层的液性暗区，近似三角形，边界清，彩色多普勒超声显示暗区内及其周边未见血流信号 。
3讨论
剖宫产术后子宫切口愈合好坏直接关系到术后子宫的复旧，影响产妇的健康状况。子宫切口愈合不良是晚期产后出血的原因之一。子宫切口愈合受多种因素影响。如手术的方式、患者机体的机能状态、切口感染等均可影响切口的愈合甚至切口裂开，发生晚期产后出血。目前剖宫产均为子宫下段横切口，子宫动脉向下分支被切断，导致子宫下段供血不足，影响切口愈合；孕期并发症和/或术后机体抵抗力下降导致切口感染。
切口愈合不良的超声诊断基础：声阻抗=密度x声速，实际密度大小是影响声阻抗的重要因素，胶原纤维声速大则声阻抗高，从而造成胶原纤维与周围组织之间的声阻抗失配，引起超声在组织中传播时反射和散射，是软组织超声回波形成的主要原因[1]。剖宫产切口组织充血水肿、炎细胞浸润，切口处表现为低回声，如有出血或炎性渗出时表现为无回声。无回声或低回声范围大小与感染程度及出血量有关，病情愈重，其范围愈大。早期切口处局部炎症反应，通过支持治疗大多可治愈。如果切口处积液直径≥3.0cm，可以在超声引导下穿刺抽液治疗，局部注射抗炎药物，改善局部血液循环，去除细菌生长条件，促进切口愈合。穿刺时严格执行无菌操作。超声在观察子宫切口时，应同时观察腹壁切口有无感染或出血。腹壁切口出血或感染的声像图表现为切口处皮下可见梭状的低回声或无回声区，无回声区内可见点状回声。
剖宫产术后子宫切口处憩室分为先天性和后天性2种，先天性子宫憩室是由副中肾管发育所致，十分罕见。后天性子宫憩室多以剖宫产切口处憩室多见[2]。多发生在子宫受损切口愈合不良后。临床表现以剖宫产后原因不明的经期延长或阴道不规则出血为主。尚未被广泛认识。声像图表现为子宫切口处由宫腔内突向肌层的液性暗区，近似三角形，边界清。憩室壁由子宫内膜与平滑肌构成。子宫切口憩室应与子宫切口妊娠及肌层内血管扩张进行鉴别。
超声检查可见无创、实时、直观的观察子宫切口愈合情况，可见及时的诊断子宫切口愈合不良，有效的引导临床实施正确的治疗。
参考文献：
超声检测范文6
一、超声检测的工作原理
通常超声波是指频率高于20000赫兹的音频。超声波的波速一般为1500m/s，波长为0.01cm～10cm，因此超声波有一些可听声波不具有的特点：①该波频率高，波长短，因此其传播方向强，能够得到定向且聚焦的波束;②该波在介质中传播时，振动加速度非常大，当振幅相同时，频率越高，能量就越大，它比声波能量大的多。③该波在气体中衰减很强，在不透明的固体中，能够穿透几十米，因此该波的穿透能力强;④对人体无害。这些特点使得超声检测技术灵敏度高、适用性强、装置轻巧、成本低，因此该检测技术广泛应用于医学、工业、军事和农业很多领域。超声波在传播过程中会出现衰减、折射、衍射和反射现象，通过对反射波的相位、延迟时间及幅度等特性进行分析，就可以了解材料性能和结构的变化。
二、超声波检测技术的发展
无损检测技术就是以不破坏和损伤被检物体为前提，对其性能、质量、有无内部缺陷进行检测的技术，随着工业技术的迅速发展，也越来越受到人们的重视。工业上最常用的无损检测方法有五种：超声检测（UT）、射线检测（RT）、渗透检测（PT）、磁粉检测（MT）和涡流检测（ET）。在这几种无损检测方法中，超声检测（UT）因超声波具有独特的优点而得到了迅速的发展.自然界在人们还没有认识超声波之前就早早存在和应用超声波了。利用超声波导航的作用，蝙蝠能疾速飞行于黑暗窟穴之中而不碰壁。但是人们对超声波的研究和应用还是比较晚的。1880年发现了压电效应。1912年有人提出用超声波探测海底冰山。1917年法国研究用超声波探测潜艇，并制成了第一个压电式超声波发生器;1918年制成了第一个超声波探测设备（声纳），可以探测一公里左右远的潜艇了。直到有人提出利用超声波探测材料的内部缺陷，并制成了超声波探伤仪，但是它只能探测有无缺陷，而不能确定缺陷的大小及位置。1934年有人提出用脉冲超声波探伤。第二次世界大战后，由于雷达技术的发展，制成了现在常用的脉冲超声波探伤仪。它不仅能确定有无缺陷，并能对缺陷作定量、定位的探测及定性分析。1982年，随着微处理器控制技术的发展，此后超声检测仪器朝着数字化、智能化和自动化方向发展。早期的超声检测主要用于探伤，但是由于常规的超声检测技术本身有一定的局限性，使其在缺陷定位、定量及定性方面的可靠性和灵敏度不高。随着超声工程应用范围的扩大，常规方式已经不能满足检测的需要，近年来，缺陷的定量技术、信号处理技术、人工智能、超声波成像、检测可靠性、材料特性分析、超声波换能器技术、数值模拟和过程仿真、雷达和声纳技术、现场检测等各种先进技术纷纷应用于超声检测领域，促进了超声检测的发展，使得超声检测这一新技术更为引人注目。
近几十年来，超声无损检测技术已经取得了较大的发展和广泛的应用，几乎应用到各个行业中。无损超声检测技术的发展表现在以下各个方面：与超声检测技术相关的理论和新方法、新技术的研究，超声检测对象的扩展，超声检测仪器的进步，超声换能器新材料和特性的改进，各种构件的检测系统的研发等。国外发达国家的超声检测技术已逐步由探伤检测向超声评价过渡，并且进一步向自动无损评价和定量定性的方向发展和应用.
超声波自动检测技术存在的问题
目前自动超声检测技术的发展存在如下问题：
（1）超声自动检测设备投资费用高昂，往往要几十万，几百万甚至上千万，而且绝大多数是针对某一种至多是几种被检工件的封闭式专用系统，检测对象范围窄，通用性差，检测成本高。
（2）超声自动检测是传感器、机械、电子、控制、计算机、信号处理、图像处理及显示等多种技术的集成，其技术复杂程度较高，开发难度较大。
（3）绝大多数自动检测系统没有与企业的CAD、CAPP、CAE、CAM、PDM实现集成，处于“自动化孤岛”状态，对企业的信息集成产生严重影响，也降低了企业对超声检测自动化技术的重视程度。
（4）零件的超声检测过程与加工过程分离，增加了检测的辅助时间，降低了检测效率，增加了检测成本。
（5）超声检测专业队伍中高级技术人员和高级操作人员所占比例较小，阻碍了超声自动检测技术的应用和发展。
由于上述问题的存在，目前超声自动检测技术还主要应用于一些缺陷严重影响其工作性能甚至造成灾难性后果的构件，如航空、航天、兵器、船舶、核工业和石油管道等领域的一些关键构件的检测和监控，而对大量的普通零件不进行检测，即使检测大多还停留在手工检测阶段，采用自动检测技术的很少。
三、数控机床超声自动检测系统的组成原理及功能定义
数控机床超声自动检测系统包括超声发射接收部件、超声辅助探测部件、超声耦合部件、协调控制部件、计算机、数控机床。将该超声自动检测系统子系统（机床超声自动检测附件）安装在机床的刀架上，在耦合部件中安装合适的超声波探头，控制耦合部件中耦合液排出，以实现探头与工件之间的声波传递，通过控制探头和工件的扫描位移，从而达到检测工件的目的。其各个功能定义如下：
（1）对检测对象具有数控加工和超声波探伤两种功能：当在系统加工过程中时可以穿插超声检测，工件可以在加工前，加工中，加工后超声检测处理，该检测也可以与加工同时进行检测。
（2）基于三维CAD环境的检测工艺计算机辅助设计化。
（3）检测过程自动化：除工件与超声波探测器用手装卸外，检测运行过程都是自动进行处理。
（4）检测结果自动报警或图形化显示测试结果：当工件检测内部出现缺陷，如裂纹，气孔，夹杂物可以以二维的灰度图像，也可以使用三维CAD模式进行显示。
