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超声波技术范文1
Abstract: At this stage of the pile foundation engineering analysis the practical detection of the extensive application of the principle of ultrasonic inspection technology, introduces the pile foundation of ultrasonic inspection technology assessment result analysis method; In addition, lists the through the sound velocity, amplitude, PSD, and acoustic parameters of ultrasonic detection results case analysis evaluation.
Key words: Pile foundation; Ultrasonic testing; Technical principle; Case analysis
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1 前 言
目前，正是我国公路建设的高峰时期，为了减少道路占地及减少道路对生态环境的影响，目前的公路工程建设中，桥梁占了道路里程很大的比列。桩基是桥梁结构的主要承重部分，其质量直接关系到桥梁的使用安全性及长久性。另外，桩基又是隐蔽工程，其质量检测、评价又是工程建设各方所关心的。鉴于此，本文将对桩基超声波检测技术的原理进行探讨，并通过声速、波幅、PSD等声学参数对工程案例进行分析评定，望有助于指导更好的做好桩基检测工作。
2 超声波检测技术原理
混凝土的物理力学往质受其内部结构特性与外部环境条件等诸种因素制约，其声波传播特性反映了混凝土的应力应变关系口，根据弹塑性介质中波动理论，声波在介质中传播波速为：
式中：E--介质的动态弹性模量；--密度；--泊松比。
弹性模量与介质的强度之间存在相关性，声波在混凝土中的传播参数(声时值、声速、波幅等)与混凝土介质的物理力学指标(动弹模、密度、强度等)之间的相关关系就是声波在基桩中传播参数的理论依据。声波在正常混凝土中的传播速度一般在4000 ~5000 m/s之间，当混凝土介质的构成材料、均匀度、施工条件等内、外因素基本一致时，声波波速在其中的传播参数应基本一致。若介质中存在缺陷，则声波波速在传播的途径中产生绕射、反射等现象，使其声时、声速、声幅等产生变化，从而判定桩身混凝土的内在质量问题。声波投射法常用检测仪器有检测仪、发射、接收换能器。声波检测仪当前存在两大类：模拟声波检测仪及数字化声波检测仪，后者已成为今后的主流。声波检测的过程是发射换能器被置于被测桩的声测管中，它把发射系统送来的电信号转换成脉冲声波并在桩身内辐射，声波在桩身混凝土中传播后到达另一个声测管，被安置在其中的接受换能器接收。接收换能器将声波转换成电信号，由接受放大器发大，并由数据采集系统将数据离散化转化成二进制送入微机，一方面将采集到的时间序列的数据信号储存，另一方面把它显示在显示器上加以观察、判读，即可作出被测混凝土的质量判断。被储存的数据还可通过专用处理软件进行混凝土强度的推算及缺陷的判断。
声波在混凝土中的传播速度(波速)依据实测声时，测距计算得出：
式中：=； t为声时测读值；为延迟时间；为声时修正值。
接受信号的波幅也能反映混凝土的质量；超声脉冲波在缺陷界面产生散射和反射，到达接收换能器的声波能量(波幅)显著减小，可根据波幅变化的程度判别缺陷的性质和程度。
式中：为任意测点的接收信号的波能量示值；为任意测点的接收信号的首波幅值；为与零分贝相当的基准信号的幅值。
3 声测数据分析方法
3.1 波速低限值判据
声速与混凝土的弹性的性质有关，也与混凝土的内部结构(空隙，材料组成)有关，是判定混凝土质量的主要参数，如果桩身的某处波速变化幅度大且低于概率法计算出临界值，则可判定此段的检测面混凝土质量存在问题。
3.2 PSD判据
PSD判据法采用上下相邻点透射时间随深度的变化速率和数据差值的乘积作为判据。采用PSD判据，能够基本消除测管不平行或混凝土不均匀等因素的影响而突显混凝土局限性缺陷的存在，对于夹层的判断及定位是准确的，而对于蜂窝和桩身完整性类别应结合桩身混凝土各声学参数临界值、PSD判据等综合判定。
3.3 波幅
接收波波幅通常指首波波幅，波幅值的大小直接反映了超声波在混凝土中传播衰减的情况，波幅对缺陷很敏感，是判断混凝土质量的另一个重要参数。通常以接收信号能量小于其平均能量的一半作为测点混凝土质量异常的判别界限。对于桩身的一个检测剖面来说，桩身混凝土完整时，各检测点波形规则，声时曲线基本呈直线，无明显折点，波幅也无明显衰减。桩身某部分位置混凝土存在蜂窝，局部夹泥团等缺陷时，波幅相应有衰减。局部夹层和断桩情况下声时值增加明显，波幅衰减明显，波形也不规则。
4 工程案例分析与判定
灌注桩声波透射法检测数据分析与判定过程中，一般是先对每一个采样点分析声速、波幅等参数的测量值，再用数理统计的方法计算整个剖面的声速和波幅相应的平均值、异常临界值，离差值等，最后综合分析整个桩的各个剖面的平均值、异常临界值，离差值等，结合P．SD(Product ofSlope and Difference)值作为辅助判据，判定桩身完整性。
某桥梁桩为一根采用冲击钻水下灌注施工的端承桩，桩径为1.2米预埋三根声测管，设计长度为14.2米，施工桩长为14.3米。检测后处理得到的声速、波幅、PSD图以及数据表如下：
图一：声速、波幅、PSD图
表一：AB测面声速、波幅数据
图一显示BC、AC断面声速、波幅、PSD值均正常，可判定这两个测面桩体质量完好。综合图一和表一数据分析，AB测面上5.8~8.0m的声速都贴近声速限值，其中6.4m~7.8m段的声速低于声速限值，并且波幅从6.6m~6.8m之间的两个点低于波幅限值，PSD也有大幅度的变化。另外考虑到波速和波幅变化幅度小于临界值的10%,由此可判定此测面从5.8~8.0m段混凝土存在一般的质量缺陷。此桩两个面质量完好，一个面存在一般质量缺陷，根据规范分类原则被判定为II类桩。
5 总结
对在混凝土中传递声波的声速和渡幅进行测量是判断桩类别的最主要的因数。对于IV类桩基的评定，我们还应该综合包括斜测或扇形扫等检测手段以及层析成像等技术来判断缺陷的位置和程度，慎重处理。
参考文献
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林健邦. 声波透射法在桥梁桩基检测中的应用[J], 科技创新导报, 2008(17): 39-39.
超声波技术范文2
关键词：超声波；清洗工艺；清洗技术
前言
超声波清洗工艺是一种洗净效果好，价格经济，有利于环保的清洗工艺。超声波清洗工艺可以应用于清洗各式各样体形大小，形状复杂，清洁度要求高的许多工件。例如可用于清洗钟表零件、照相机零件、油咀油泵、汽车发动机零件、精密轴承零件、齿轮、活塞环、铣刀、锯片、宝石、医用注射器及各种光学镜头等；还可以用于清洗印制板、半导体晶片及器件、显象管内的精密零件、磁性元件、硅片、陶瓷晶片、插头座、焊片、电极引线等电子类产品。
1.超声波清洗的原理
超声波清洗是利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用，使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。如图1，图2所示：清洗液中无数气泡快速形成并迅速内爆，由此产生的冲击将浸没在清洗液中的工件内外表面的污物剥落下来。随着超声频率的提高，气泡数量增加而爆破冲击力减弱，因此，高频超声特别适用于小颗粒污垢的清洗而不破坏其工件表面。由于超声波固有的穿透力，所以可以清洗各种表面复杂，形状特异的物件，对小孔和缝隙都有很好的清洗效果，对不吸音或吸音系数小的物体清洗效果最佳。
图1 空化泡的扩大以及爆裂（内爆）图2 气泡分离污垢图示
2.超声波清洗机的构造
清洗液里面的气泡是在液体中施加高频（超声频率）、高强度的声波而产生的。因此，任何超声清洗系统都必须具备三个基本元件：盛放清洗液的槽、将电能转化为机械能的换能器以及产生高频电信号的超声波发生器。
超声波清洗槽用坚固弹性好、耐腐蚀的优质不锈钢制成，底部安装有超声波换能器振子；超声波发生器产生高频高压，通过电缆联结线传导给换能器，换能器与振动板一起产生高频共振，从而使清洗槽中的溶剂受超声波作用对污垢进行洗净。
超声波清洗设备一般可分为通用和专用两种机型：
2.1.通用超声波清洗机
超声波清洗机的结构一般有超声电源和清洗器合为一体或分开布局两种形式，一般小功率（200W以下）清洗机用一体式结构，而大功率清洗机采用分体式结构。
2.2.专用超声波清洗机
一般安装在某些特定物件清洗的生产流水线上。
3.超声波清洗机的选用
随着科技的进步，精密清洗的工件越来越精细，清洁度要求也越来越高。在精密清洗的应用上（如线路板、二极管、液晶体、半导体等）使用传统的频率（20～30KHz），我们会发现不但没法达到清洗的要求，而且还可能造成工件的损伤。
在购买清洗系统之前，应对被清洗件做如下应用分析：
3.1.清洗方法和清洗液类型的确定
明确被洗件的材料构成、结构和数量，分析并明确要清除的污物，这些都是决定所要使用什么样的清洗方法，判断应用水性清洗液还是用溶剂的先决条件。选择清洗液时，应考虑以下三个因素：
3.1.1.清洗效率：选择最有效的清洗溶剂时，一定要作实验。
3.1.2.操作简单：所使用的液体应安全无毒、操作简单且使用寿命长。
3.1.3.成本： 使用中必须考虑到溶剂的清洗效率、安全性、一定量的溶剂可清洗多少工件利用率最高等因素。当然，所选择的清洗溶剂必须达到清洗效果，并应与所清洗的工件材料相容。
3.2.所选的功率和频率要适合
超声波清洗若选择功率太大，空化强度将大大增加，清洗效果虽然提高了，但这时使较精密的零件也产生蚀点，而且清洗缸底部振动板处空化严重，水点腐蚀也增大。一般使用 28-40kHz 左右。对小间隙、狭缝、深孔的零件清洗，用高频（一般 40kHz 以上）较好，甚至几百 kHz 。
3.3.清洗液清洗温度的正确选择
水清洗液最适宜的清洗温度为40-60℃。因此有部分清洗机在清洗缸外边绕上加热电热丝进行温度控制，当温度升高后空化易发生，所以清洗效果较好。当温度继续升高以后，空泡内气体压力增加，引起冲击声压下降。
3.4.清洗液量和清洗零件位置确定
一般清洗液液面高于振动子表面 100mm 以上为佳。由于单频清洗机受驻波场的影响，波节处振幅很小，波幅处振幅大造成清洗不均匀。因此最佳选择清洗物品位置应放在波幅处。
4.超声波清洗技术的新进展
超声波清洗技术经过几十年来的理论探讨和应用研究，无论设备还是工艺上均取得了较大的发展，制定出了一批先进典型的清洗工艺如：
4.1. 高频超声清洗
这是一种兆赫兹级的高频超声清洗技术，由于频率高，空化效应已不起作用，因此清洗的关键不是气泡，是高频压力波的擦洗作用，其对污物的去除率接近百分之百。高频清洗进来发展较快，主要用于超大规模集成电路芯片上的污物清洗，以及硅晶片、陶瓷、光掩模等特种污物的清洗。
4.2.聚焦式清洗
采用机械扫描聚焦式超声清洗，喷丝板微孔中的污物脱离十分明显。聚焦式清洗要求达到高的声强，目前选用的频率以低频为主，常用 20kHz 和 15kHz 两种频率，其电功率在连续波情况下一般为 500 ～ 700W。
4.3.多频清洗
即在一只清洗缸中，安装有两种或三种以上不同频率的换能器，由多只发生器分别推动各自频率的换能器。低频超声波的强度高，对物体表面清洗有利；高频超声波空化密度高，冲击波能穿达凹槽、细缝、深孔等细微结构。同时缸中有多种频率的超声波，也克服了单频清洗驻波场造成的清洗不均匀问题。
4.4.扫频和跳频的清洗
扫频和跳频清洗都是为了改善缸中的声场结构，前者解决了缸中的不均匀驻波场，使清洗均匀。而跳频和多频一样兼顾到高低频清洗，不同的是跳频用的是一只换能器和一只发生器，其换能器本身有两个谐振频率，在第一谐振点带宽内作连续的频率变化，然后跳到另一带宽内进行扫频清洗。它是高低频交替进行清洗。
超声波清洗机技术的发展过程及现在超声波清洗机的普遍应用证明超声波清洗技术是有着传统清洗技术无可比拟优势的，实践也证明如此，在一些电子，电镀，制药等行业超声波清洗已成为必不可少的清洗环节。随着现代科技的发展，超声波清洗应用行业也在进一步普及，已经渗透到工业生产和科学研究的多个方面。在不远的将来超声波清洗技术将成为一门主要的清洗技术之一。
超声波技术范文3
【关键词】牙髓病；慢性根尖周病；口腔根管治疗；超声波技术
牙髓病和慢性根尖周病是临床较常见的口腔科疾病，发病机制可能与病菌感染、创伤等因素有关，根管治疗是主要的治疗手段。根管预备决定了根管治疗是否成功，而冲洗在根管预备环节中必不可少，探寻经济、有效及可行的冲洗方法，逐渐成为医学界研究热点。本文探讨牙髓病和慢性根尖周病患者行口腔根管治疗时利用超声波冲洗技术的效果。
1资料与方法
1.1对象与分组
选取2017年1月至2019年5月我院收治的口腔疾病患者200例，均经临床症状及X线片检查确诊，年龄≥18岁，体征平稳，意识清楚。排除标准：既往患牙有根管治疗史、凝血功能障碍等。本研究经我院医学伦理委员会审核通过。患者均签署知情同意书。按就诊顺序分为对照组与观察组，各100例。对照组：男53例，女47例；年龄19～55岁，平均（36.6±9.3）岁；文化程度：初中及以下31例（31.0%），高中35例（35.0%），大专及以上34例（34.0%）；牙髓病58例（58.0%），慢性根尖周病42例（42.0%）。观察组：男54例，女46例；年龄18～54岁，平均（36.6±9.4）岁；文化程度：初中及以下32例（32.0%），高中38例（38.0%），大专及以上30例（30.0%）；牙髓病55例（55.0%），慢性根尖周病45例（45.0%）。两组患者基本情况接近。
1.2治疗方法
两组术前均拍摄根管X线片，分2次完成根管治疗。常规开髓，将洞壁修整光滑、根管口充分暴露，彻底去除感染坏死组织，必要时利用倒钩髓针拔除牙髓组织，对根管长度进行测量、扩大根管。对照组：借助逐步后退法预备根管，预备过程中退出器械1次，采用0.5%次氯酸钠冲洗根管。观察组：借助逐步后退法预备根管，预备过程中采用超声波牙科治疗仪冲洗，将30μL无菌蒸馏水注入根管内，并用相应超声锉插入距离根尖2mm处，预防直接接触根管壁，调整输出功率为中档位，按20mL/min的速度进行冲洗。两组均采用热压胶充填法进行充填。
1.3观察指标
①两组预备根管时间（器械进入第一根管到离开最后一个根管的时间）和疼痛程度。治疗前及治疗后7天参照VAS评估疼痛程度，得分越低表示疼痛感越轻。②两组填充效果及随访1年的结果。
1.4填充效果判定标准
待结束填充后，立即根据填充材料、根管长度的关系评估填充效果。恰填：填充材料距离根尖≤1mm；欠填：填充材料距离根尖＞1mm；超填：填充材料超过根尖。填充优良率为恰填率+欠填率。
1.5统计学方法
应用spss22.0统计软件处理数据，计量资料以（x-±s）表示，采用u检验，计数资料采用χ2检验，P＜0.05为差异有统计学意义。
2结果
2.1两组预备根管时间及VAS评分比较
（表1）观察组预备根管时间短于对照组，治疗后VAS评分低于对照组，差异均有统计学意义。
2.2两组填充效果比较（表2）
观察组填充优良率（98.0%）高于对照组（91.0%），差异有统计学意义（χ2=4.71，P＜0.05）。
2.3两组随访结果比较
观察组发生并发症2例（2.0%），其中疼痛、形成暗影各1例；对照组发生并发症9例（9.0%），其中疼痛5例，形成暗影4例。两组并发症发生率比较，差异有统计学意义（χ2=4.71，P＜0.05）。
3讨论
口腔根管治疗通过根管准备、根管消毒等步骤，彻底清除感染灶，缓解患者不适。传统根管冲洗方式以注射器冲洗为主，冲洗效果不理想[1]。回丹梅[2]认为，早期实行针对性冲洗方式尤为重要。陈帆等[3]报道，超声波技术能提高患者填充效果，加强根管成功冲洗效果，直接开启根管冲洗流程、简化手续且缩短治疗时间，安全性较高，配合冲洗液能达到清理根管、杀菌作用，冲洗出碎屑，避免刺激根管周围组织。此外，超声产热能会增强冲洗液消毒灭菌、溶解有机质的作用，通过预备超声根管有效去除大部分根管内刺激源，提高治疗成功率，疗效确切，安全可靠，临床应用较广泛[4]。本文结果显示，观察组预备根管时间、治疗后VAS评分、填充优良率及并发症发生率优于对照组。这与曾敏等[5]报道结果接近。综上所述，口腔根管治疗中实行超声波技术能有效缩短预备根管时间，缓解疼痛，提高填充效果。
参考文献
[1]古丽比热艾合买提，曹雅，谢思静，等.根管治疗后隐匿性牙根纵裂裂纹宽度对CBCT检出率的影响[J].口腔医学研究，2020，36（2）：172.
[2]回丹梅.口腔根管治疗急性牙髓炎合并牙髓根尖周病的临床效果分析[J].名医，2019（3）：73.
[3]陈帆，朱凤华.超声冲洗技术在口腔感染根管治疗中的临床应用[J].重庆医学，2018，47（26）：3471.
超声波技术范文4
关键词：超声波技术、无损检测、混凝土强度
中图分类号：TU37文献标识码： A 文章编号：
1前言
混凝土是当代建筑工程中最主要的结构材料之一，它的质量直接关系到建筑结构的安全性和耐久性，也是关系国家建设和社会经济发展的大事，与广大民众的工作生活息息相关。混凝土质量超声检测技术是建筑工程无损检测技术领域中的重要方面。超声波技术用于混凝土质量检测的历史虽然不如金属超声探伤长，但因工程建设的需求，发展速度相当迅速。
2混凝土无损检测技术概念
混凝土无损检测技术的定义是在不破坏结构构件的条件下，直接从结构物上进行测试或局部采用钻芯的方式来推定混凝土强度及判断缺陷的一门技术。混凝土无损检测的方法主要有回弹法、超声法、超声回弹综合法、雷达法、冲击回波法、红外成像法、钻芯法、拔出法及超声波CT 法等，其中钻芯法和拔出法属局部破损或半破损检测方法。
3超声波检测混凝土的优缺点
声波的指向性比较好，其频率越高，指向性越好。超声波传播能量大，对各种材料的穿透力较强。超声波的声速、 衰减、阻抗和散射等特性，为超声波的应用提供了丰富的信息。 超声检测具有适应性强、检测灵敏度高、对人体 无害、设备轻巧、成本低廉，可即时得到探伤结果，适合在实验室及野外等各种环境下工作，并能对正在运行的装 置和设备实行在线检查。超声法检测过程无损于材料、结构的组织和使用性能；直接在构筑物上测试并推定其实际的强度；重复或复核检测方便，重复性良好；超声法具有检测混凝土质地均匀性的功能，有利于测强测缺的结合，保证检测混凝土强度建立在无缺陷、均匀的基础上合理地评定混凝土的强度。
应用超声来进行无损检测也有其相应的缺点。对于平面状的缺陷，例如裂纹，只要波束与裂纹平面垂直，就可以获得很高的缺陷回波信号。但是对于球面状的缺陷，例如空洞，假如空洞不是很大或分布不是较密集的话，就难以得到足够的回波信号或是其时间变化不明显；另外，对于各向非同性的材料，例如混凝土，相应会存在材料的离析，使得材料密度不均匀，这使得人们把离析误判为是内部的空洞而导致决策上的失误；对于表面缺陷的检测，超声波法的灵敏度要低得多，但超声无损检测方法可以较为精确的确定混凝土表面的裂缝深度。
4超声波检测混凝土强度基本原理
采用超声波检测混凝土强度，其主要是依据超声纵波的传播速度和衰减系数。由发射换能器产生的超声脉冲波，通过耦合层进入混凝土，通过耦合层进入混凝土，经过复杂（折射、反射、散射或绕射）的传播过程，到达接收换能器R，仪器接收到得超声波信号携带着混凝土的密实情况、动弹特性等质量信息。
可将混凝土分为两个组成部分：一是由粗骨料组成的惰性部分；二是活性部分，即其中含有水分、微孔隙及微裂缝的水泥砂浆。假设混凝土试件的超声测距为l，混凝土声速为v，粗骨料声速为va，水泥砂浆声速为vm，则两个组成部分构成混凝土试件，得到公式
V=lvavm/(vmla+valm)（3-1）
式中la——超声波在粗骨料中的传播距离；
lm——超声波在砂浆中的传播距离。
当混凝土试件的粗骨料品质及用量固定且超声测距一定时。（3-1）中的l、va、la、lm均为固定值，混凝土声速v只随砂浆声速vm变化。一般认为混凝土强度主要取决于水泥砂浆的强度及其与粗骨料之间的黏结力，而砂浆声速又随其强度提高而增大。因此，混凝土的超声传播与其强度之间存在密切关系。
国内外大量学者通过大量试验研究，用立方体标准试件抗压强度与超声传播速度建立了相关性十分良好地拟合曲线，我国采用（幂函数型）
fccu=avb或（指函数型）fccu=aebv
式中v——混凝土声速；
fccu——混凝土换算强度；
Ed——动力弹性模量；
a、b、c——系数.
5超声波用于检测混凝土缺陷技术方面的体现
5.1混凝土缺陷的超声波检测系统
混凝土的缺陷是指因技术管理不善和施工疏忽，造成结构混凝土内部存在空洞、局部疏松、夹杂物、颈缩、施工缝，或由于工艺违章、配料错误造成的低强度区;严重的分离离析造成组织构造的不均匀性;使用过程产生裂隙以及化学侵蚀、冻害的损坏层等。混凝土缺陷的超声波检测系统如图1所示。图1混凝土缺陷的超声波检测系统
5.2超声波检测混凝土缺陷基本方法
超声法检测混凝土缺陷，一般是根据构件或结构的几何形状、所处环境、尺寸大小以及所能提供的测试表面条件，选择不同的测试方法。常用的有平面检测（采用厚度振动式换能器）、钻孔或预埋管检测（采用径向振动式换能器）、混合检测（采用一个平面振动式和一个径向振动式换能器）。
5.3超声波检测混凝土缺陷主要影响因素
采用超声波检测砼缺陷时,往往会受到一些客观因素的影响。在实际检测中如不考虑这些因素并采取适当的措施,必然会使缺陷判断带来困难或给测试结果带来较大误差。根据大量的试验研究和工程实测表明,超声波检测砼缺陷主要影响因素可分为以下三种：耦合状态的影响、钢筋的影响、缺陷中水分的影响。
6超声波检测混凝土灌注桩质量的依据
6.1用声速判断缺陷的概率法判据：由于混凝土质量的随机波动不可避免，其质量波动符合正态分布，则反映正常混凝土质量的指标(如声速)是服从正态分布的随机变量。确定随机变量的临界值，也就是确定区分随机波动与过失误差的一个判断标准，凡低于这个标准的取值就认为偏离了正态分布规律，是异常值。
6.2用声时判断缺陷的PSD判据：根据桩身某一检测面的实测声时tc，及测点高程z(mm)，可得到一个以tc为因变量，z为自变量的函数tc=f(z)。当该桩身完好时f(z)应是连续可导函数。
6.3声幅判剧：接收波首波波幅是判定混凝土灌注桩桩身缺陷的一个重要参数，首波波幅对缺陷的反应比声速更敏感，但波幅的测试值受仪器、测距等许多缺陷因素的影响，因而其测值没有波速稳定。声波波幅与正态分布的偏离更远，采用基于正态分布规律的概率法来计算波幅临界值缺乏可靠的理论依据。
6.4主频判据：由于用主频作为判据，会遇到和声幅作为判据时类似的问题，因此一般应用不多，只是作为其它判据之外的一种辅助手段。
6.5实测声波波形：实测波形可以作为判断桩身混凝土缺陷的一个参考，前面所述的声速、声时、声幅只与接收波的首波有关，接收波的后续部分是发、收换能器之间各种路径声波叠加的结果，对其做定量分析比较困难，但后续波的强弱在一定程度上反映了收、发换能器之间声波在桩身混凝土内各种声波传播路径上总的能量衰减。
7实验测量结果及其分析
在实验室中, 300mm ×300mm ×300mm, 200mm ×200mm ×200mm, 100mm ×100mm ×100mm 混凝土立方体构件各两个分别经过800℃和400℃的高温冷却后, 将传感器对测各立方体构件。传感器的频率为25KHz, 传感器的距离分别为300mm、200mm、100mm, 测量了六组数据, 每组10 对数据如表1 所示。一个构件测量10 次, 然后切换测量不同长度不同温度的混凝土构件。其中数据为0 表示此次测量未接收到信号或测量出的传播时间超出范围( 时间单位为ns ) 。传播时间的平均值是前8 个有效数据的平均。
表1 实验测量传播时间数据
从表1 中很明显可以看出除去少数无效数据,数据的一致性较好, 稳定性也很好, 而且无效数据也很少, 传播时间的平均值误差不超过±200ns , 结果完全符合设计要求。根据表1 所示数据, 便能推算出超声波在不同状态下的混凝土中的传播速度, 以及分布率。依照不同情况的混凝土特性和这些试验数据,绘制出超声波传播速度曲线( R - C 曲线) , 从而获得混凝土强度。
8结语
用超声法来评定混凝土结构的缺陷，是一种行之有效的方法，但在有些方面还需要进一步完善和发展， 比如检测方法还需要一定的改进、数据采集精度有待提高、仪器所检测的声学参数也应多样化。可以说用超声法对混凝土材料进行无损评定是一种非常有潜力的检测手段，有着广阔的发展全间，它需要许多的科学工作者去不断的加以完善和创新，以更好的服务于工程事业。
参考文献：
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超声波技术范文5
超声波检测是不破坏原岩土的受力结构，应用相关的检测设备对锚杆进行检测。在检测时，对杆端进行外力震击，从而引起杆端的剧烈振动，并产生沿锚杆向杆底传播的应力波。如果应力波的波形、波速、波峰值保持不变，在锚杆中均匀传播，则表明锚杆的完整性比较好。如果应力波的波形、波速、波峰值发生变化，则表明沿锚杆长度方向上存在缺陷。由于超声波检测对锚杆不产生破坏，所以特别适用于重要岩土工程大面积检测工程。
2锚固锚杆应力波超声波检测工作流程
在进行锚杆超声波检测数据分析之前，首先要调查清楚围岩土地的基本地质状况，然后再标定锚杆杆头应力波速度，利用检测装置采集反射波反射回来的数据，通过一系列的分析整理获取岩土中锚杆的长度、锚杆的完整程度等基本信息。因此，超声波检测技术基于应力波检测的工作流程大致为：收集围岩地质基本资料，标定应力波速大小，利用检测仪器进行数据动态采集，拉拔抽检试验、时域波形分析、频谱分析以及时频频谱分析等，最后准确获取锚杆的长度和完整度。
3锚杆超声波检测技术基本原理
当锚杆杆端受到外力震击后，就会引起杆端的剧烈振动，并产生应力波沿锚杆向杆底处传播。如果锚杆质量完好，则锚杆为应力波提供了一个均匀传播的介质，此时应力波的波形、波速、波峰值均保持不变。如果存在缺陷，则应力波就会在不均匀的材料中传播，在有缺陷部位应力波将发生突变，从而使得应力波的波形、波速、波峰值发生变化，会发生透射波、反射波或者散射波等现象。实际检测工程中发现，由于透射波在受到锚杆内非均匀介质的作用下，仪器很难准确测量其具体值；可以通过对反射波的分析获得锚杆的质量水平，当应力波反射传播到锚杆杆顶时，由原先装置在锚杆杆顶处加速度或速度计应力波传感器采集测得。由于反射波的数据信息代表着锚杆质量的相关信息。因此，对反射波携带的数据进行信息分析后，就可以得出锚杆质量的完整程度，从而可以获取锚杆的综合安全性能指标。
4超声波检测中锚杆锚固失效分析
4.1锚杆杆体钢筋拉断
钢筋是围岩锚杆中的主要受力体，主要提供拉力，同时由于锚杆底端的丝扣部位，经常性出现几个应力共同作用，使其该处发生应力集中。当应力增大到一定程度时，则会使锚杆中的钢筋拉断。为了解决钢筋被拉断，实际工程中常对钢筋进行热处理，从而提高钢筋的韧性，防止钢筋拉断现象的发生。
4.2托板失效
由岩土工程可知，在实际工程中常发生锚杆托板失效现象，为了解决托板失效，实际工程施工时通常选用增大锚杆托板的厚度，或采用高强度钢材等提高锚杆托板的耐压性能，从而提高锚固结构整体的性能。
4.3局部薄弱点破坏，致使锚空失效
大量岩土工程实践表明，由于岩土围岩局部薄弱部位发生破坏引起锚杆出现锚空失效现象。当采用锚固锚杆技术进行岩土工程加固支护时，由于在围岩中薄弱点处荷载产生的应力分布不均匀，就会在围岩的薄弱环节处出现局部破坏现象，导致锚杆的切向锚固力瞬间减小甚至消失，锚杆的径向锚固力也随之减小，锚固结构支护性能降低，发生锚杆锚空失效现象。
5结语
超声波技术范文6
关键词： 建筑钢结构； 超声波； 焊接缺欠
1引言
建筑钢结构工程因其较复杂的接头类型，其焊接质量的无损检测是以 A 型脉冲超声波探伤检测为主，射线照相等其它方法为辅的。至今我国尚无专用的建筑钢结构无损检测标准，其对焊接缺欠的检测、结果评定和质量分级主要引用原锅炉压力容器的标准或机械工业的通用标准。实际上，建筑钢结构有其自身的受力特点与使用的环境条件，其受力基本上是静力荷载，使用的环境条件基本是室内外常温常压环境，与锅炉压力容器或机械工业产品需要承受高温、高压、高速及高幅值交变荷载的作用有显著的不同，因而，其焊接接头类型也有明显不同，建筑钢结构有时使用的钢材较厚，角焊缝较多（ 如桁架、网架，H 截面柱、梁拼接等） 。因此，建筑钢结构焊接质量的无损检测，应从实际出发，除了能按技术标准规范的要求发现缺欠，并对缺欠进行定量及定性，更重要的是能对缺欠进行分析，判定缺欠对结构力学性能的影响，从而更切实际地评定焊接质量，不仅能保证钢结构的安全性，又能避免不必要的浪费，特别是避免不必要的返修或加固可能对原结构造成的不利影响。
2 缺欠位置对接头性能的影响
除了上述讨论的缺欠类型对接头性能的影响，相同大小的缺欠在焊缝中所处位置的不同对接头性能的影响也不同。一般情况下，封闭型的缺欠如气孔、夹渣等处在焊缝内部时比处在表面时对结构影响要小。我们曾经做过对比拉伸试验，试验对象为含当量相同的分别位于表面与内部的气孔缺欠的焊接试件，试验结果试件抗拉强度均能达到母材强度，但其断口位置不同： 含表面气孔的试件断口在焊缝上（ 气孔处） ，含内部气孔试件断口在母材热影响区上。我们也模拟过未焊满（即不连续） 的表面缺欠试件进行机械性能的对比试验，采用两种规格、两种材质的钢管对接焊缝试件，其中一件试件焊缝上模拟有约 0. 5mm 未焊满，另一件试件焊缝外观正常，对比试验结果，有未焊满的对接焊缝试件断口均在焊缝上，而焊缝外观正常的试件断口均不在焊缝上，与气孔缺欠试件对比拉伸试验相同的是，虽然存在未焊满现象，但试件焊缝抗拉强度均能达到母材强度，冷弯试验结果也满足要求。虽然上述两种不同位置缺欠模拟试件对比试验的抗拉强度结果差距不大，但也可从试件断口位置不同看出其影响不同。实际焊缝的外观可能更为复杂，因此，实际检测工作中，不仅要注重内部缺欠检测，表面缺欠也是不能忽略的。
3 缺欠大小、数量对接头性能的影响
工程实际检测应用 A 型脉冲超声波探伤仪和“当量法”的探伤技术，即通过仪器发射的超声波脉冲在缺欠上的反射量与在规则形状有限界面上的反射量进行比较，以反射量相当的规则形状有限界面的大小表示缺欠的大小的方法，因此，它难以反映缺欠的真实形状和尺寸。由于建筑钢结构受力情况不同于锅炉压力容器或机械工业的产品，缺欠大小及数量对钢结构使用的影响也是不同的，因而对缺欠评定和质量分级应有所不同。
我们曾经做过缺欠为气孔、夹渣的焊缝的检测试验，当时的参考标准为 CSK - ⅡA 试块的 Φ2 × 40mm 的横孔，判废线为 Φ2 × 40 - 4d B，检测发现当量在 Φ2 × 40 + 2d B 时的缺欠，经解剖实测，均为 < Φ2 的缺欠，因此，气孔、夹渣类缺欠的验收标准可放宽至 Φ2 × 40 + 2d B，同样可满足使用要求，但可减少许多不必要的返修和加固工作量。某大厦箱型劲性柱焊接质量的超声波探伤检测，劲性柱材质为 Q235，板厚为 30mm，焊接方式为手工电弧焊和CO2气体保护焊，用 GB/T 11345 - 1989 标准控制质量，判废线为 Φ3 - 4d B，检测发现的缺欠主要为气孔、夹渣，其当量在Φ3 + （ 2 ～ 4） d B 的经解剖实测均为 < Φ3 的针孔式链状点渣。因此，结合上述检测试验数据，我们将判废线放宽至 Φ3 + （ 2 ～4）d B，减少了许多不必要的返修，使用多年，结构状况完好。在条形缺欠分级中，原标准 GB/T 11345 - 1989 以板厚的2 /3 或 3 /4 计长度也是不实际的。经工程实际检测验证，已废止的原行业标准 JGJ81 - 91 关于要求焊透的 T 型接头焊缝的条形缺欠的评定规定“可允许单个条形缺欠长度小于50mm，但在1000mm 焊缝长度内，条形缺 欠总和应小于100mm”是较为合理的。
某工程有限公司维修机库焊接球网及吊车轨道检测中就采用了上述放宽的分级和验收条件，当量按 Φ3 + （ 2 ～ 4） d B控制，长度按放宽控制，吊车工作重量 10t，工作十数年及历经数次 12 级以上台风袭击，至今安然无恙。期间也多次进行运行检验，包括近期刚完成的核查检验，运行状况良好。通过以上工程检测实例及分析说明，对建筑钢结构焊接质量超声波探伤检测来说，采用原 GB/T 11345 - 1989 标准对缺欠大小和数量进行控制和质量分级是偏严的，如今 GB/T11345 - 1989 已经换版为 GB / T 11345 - 2013 及 GB / T 29712- 2013，验收要求更严了。其实，不论理论上还是我们多年的检测实践经验总结，对焊接缺欠的控制及质量评判应结合结构受力特点、缺欠类型、缺欠在焊缝中的位置及大小、数量等因素综合考虑，不是越严越好。存在较小缺欠的焊接接头，如果不综合分析盲目返修，其效果可能是负面的。焊接接头的热影响区可能是最薄弱的环节，返修使其再度受热，其对热影响区材料性能可能带来的负面影响及造成隐患的威胁甚至远大于焊缝中非危害性较小缺欠的返修目标。
4 结语
通过以上讨论分析，本文就建筑钢结构超声波检测焊接缺欠评定有以下结论：
（1） 应对同一质量等级规定不同缺欠类型的容许限值；
（2） 对焊接缺欠的评定应综合考虑，表面缺欠应充分重视；
（3） 应建立适于建筑钢结构焊接缺欠验收等级的评判标准。
另外，检测市场恶性竞争，常常以牺牲技术质量来换取业务，这是很危险的，检测从业人员也良莠不齐，对检测工作的准确性、严谨性、严肃性认识不足。
