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超聲波技術范文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
中圖分類號：TU74文獻標識碼：A 文章編號：
1 前 言
目前，正是我國公路建設的高峰時期，為了減少道路占地及減少道路對生態環境的影響，目前的公路工程建設中，橋梁占了道路里程很大的比列。樁基是橋梁結構的主要承重部分，其質量直接關系到橋梁的使用安全性及長久性。另外，樁基又是隱蔽工程，其質量檢測、評價又是工程建設各方所關心的。鑒于此，本文將對樁基超聲波檢測技術的原理進行探討，并通過聲速、波幅、PSD等聲學參數對工程案例進行分析評定，望有助于指導更好的做好樁基檢測工作。
2 超聲波檢測技術原理
混凝土的物理力學往質受其內部結構特性與外部環境條件等諸種因素制約，其聲波傳播特性反映了混凝土的應力應變關系口，根據彈塑性介質中波動理論，聲波在介質中傳播波速為：
式中：E--介質的動態彈性模量；--密度；--泊松比。
彈性模量與介質的強度之間存在相關性，聲波在混凝土中的傳播參數(聲時值、聲速、波幅等)與混凝土介質的物理力學指標(動彈模、密度、強度等)之間的相關關系就是聲波在基樁中傳播參數的理論依據。聲波在正常混凝土中的傳播速度一般在4000 ~5000 m/s之間，當混凝土介質的構成材料、均勻度、施工條件等內、外因素基本一致時，聲波波速在其中的傳播參數應基本一致。若介質中存在缺陷，則聲波波速在傳播的途徑中產生繞射、反射等現象，使其聲時、聲速、聲幅等產生變化，從而判定樁身混凝土的內在質量問題。聲波投射法常用檢測儀器有檢測儀、發射、接收換能器。聲波檢測儀當前存在兩大類：模擬聲波檢測儀及數字化聲波檢測儀，后者已成為今后的主流。聲波檢測的過程是發射換能器被置于被測樁的聲測管中，它把發射系統送來的電信號轉換成脈沖聲波并在樁身內輻射，聲波在樁身混凝土中傳播后到達另一個聲測管，被安置在其中的接受換能器接收。接收換能器將聲波轉換成電信號，由接受放大器發大，并由數據采集系統將數據離散化轉化成二進制送入微機，一方面將采集到的時間序列的數據信號儲存，另一方面把它顯示在顯示器上加以觀察、判讀，即可作出被測混凝土的質量判斷。被儲存的數據還可通過專用處理軟件進行混凝土強度的推算及缺陷的判斷。
聲波在混凝土中的傳播速度(波速)依據實測聲時，測距計算得出：
式中：=； t為聲時測讀值；為延遲時間；為聲時修正值。
接受信號的波幅也能反映混凝土的質量；超聲脈沖波在缺陷界面產生散射和反射，到達接收換能器的聲波能量(波幅)顯著減小，可根據波幅變化的程度判別缺陷的性質和程度。
式中：為任意測點的接收信號的波能量示值；為任意測點的接收信號的首波幅值；為與零分貝相當的基準信號的幅值。
3 聲測數據分析方法
3.1 波速低限值判據
聲速與混凝土的彈性的性質有關，也與混凝土的內部結構(空隙，材料組成)有關，是判定混凝土質量的主要參數，如果樁身的某處波速變化幅度大且低于概率法計算出臨界值，則可判定此段的檢測面混凝土質量存在問題。
3.2 PSD判據
PSD判據法采用上下相鄰點透射時間隨深度的變化速率和數據差值的乘積作為判據。采用PSD判據，能夠基本消除測管不平行或混凝土不均勻等因素的影響而突顯混凝土局限性缺陷的存在，對于夾層的判斷及定位是準確的，而對于蜂窩和樁身完整性類別應結合樁身混凝土各聲學參數臨界值、PSD判據等綜合判定。
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聲波在混凝土中傳播衰減的情況，波幅對缺陷很敏感，是判斷混凝土質量的另一個重要參數。通常以接收信號能量小于其平均能量的一半作為測點混凝土質量異常的判別界限。對于樁身的一個檢測剖面來說，樁身混凝土完整時，各檢測點波形規則，聲時曲線基本呈直線，無明顯折點，波幅也無明顯衰減。樁身某部分位置混凝土存在蜂窩，局部夾泥團等缺陷時，波幅相應有衰減。局部夾層和斷樁情況下聲時值增加明顯，波幅衰減明顯，波形也不規則。
4 工程案例分析與判定
灌注樁聲波透射法檢測數據分析與判定過程中，一般是先對每一個采樣點分析聲速、波幅等參數的測量值，再用數理統計的方法計算整個剖面的聲速和波幅相應的平均值、異常臨界值，離差值等，最后綜合分析整個樁的各個剖面的平均值、異常臨界值，離差值等，結合P．SD(Product ofSlope and Difference)值作為輔助判據，判定樁身完整性。
某橋梁樁為一根采用沖擊鉆水下灌注施工的端承樁，樁徑為1.2米預埋三根聲測管，設計長度為14.2米，施工樁長為14.3米。檢測后處理得到的聲速、波幅、PSD圖以及數據表如下：
圖一：聲速、波幅、PSD圖
表一：AB測面聲速、波幅數據
圖一顯示BC、AC斷面聲速、波幅、PSD值均正常，可判定這兩個測面樁體質量完好。綜合圖一和表一數據分析，AB測面上5.8~8.0m的聲速都貼近聲速限值，其中6.4m~7.8m段的聲速低于聲速限值，并且波幅從6.6m~6.8m之間的兩個點低于波幅限值，PSD也有大幅度的變化。另外考慮到波速和波幅變化幅度小于臨界值的10%,由此可判定此測面從5.8~8.0m段混凝土存在一般的質量缺陷。此樁兩個面質量完好，一個面存在一般質量缺陷，根據規范分類原則被判定為II類樁。
5 總結
對在混凝土中傳遞聲波的聲速和渡幅進行測量是判斷樁類別的最主要的因數。對于IV類樁基的評定，我們還應該綜合包括斜測或扇形掃等檢測手段以及層析成像等技術來判斷缺陷的位置和程度，慎重處理。
參考文獻
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超聲波技術范文2
關鍵詞：超聲波；清洗工藝；清洗技術
前言
超聲波清洗工藝是一種洗凈效果好，價格經濟，有利于環保的清洗工藝。超聲波清洗工藝可以應用于清洗各式各樣體形大小，形狀復雜，清潔度要求高的許多工件。例如可用于清洗鐘表零件、照相機零件、油咀油泵、汽車發動機零件、精密軸承零件、齒輪、活塞環、銑刀、鋸片、寶石、醫用注射器及各種光學鏡頭等；還可以用于清洗印制板、半導體晶片及器件、顯象管內的精密零件、磁性元件、硅片、陶瓷晶片、插頭座、焊片、電極引線等電子類產品。
1.超聲波清洗的原理
超聲波清洗是利用超聲波在液體中的空化作用、加速度作用及直進流作用對液體和污物直接、間接的作用，使污物層被分散、乳化、剝離而達到清洗目的。如圖1，圖2所示：清洗液中無數氣泡快速形成并迅速內爆，由此產生的沖擊將浸沒在清洗液中的工件內外表面的污物剝落下來。隨著超聲頻率的提高，氣泡數量增加而爆破沖擊力減弱，因此，高頻超聲特別適用于小顆粒污垢的清洗而不破壞其工件表面。由于超聲波固有的穿透力，所以可以清洗各種表面復雜，形狀特異的物件，對小孔和縫隙都有很好的清洗效果，對不吸音或吸音系數小的物體清洗效果最佳。
圖1 空化泡的擴大以及爆裂（內爆）圖2 氣泡分離污垢圖示
2.超聲波清洗機的構造
清洗液里面的氣泡是在液體中施加高頻（超聲頻率）、高強度的聲波而產生的。因此，任何超聲清洗系統都必須具備三個基本元件：盛放清洗液的槽、將電能轉化為機械能的換能器以及產生高頻電信號的超聲波發生器。
超聲波清洗槽用堅固彈性好、耐腐蝕的優質不銹鋼制成，底部安裝有超聲波換能器振子；超聲波發生器產生高頻高壓，通過電纜聯結線傳導給換能器，換能器與振動板一起產生高頻共振，從而使清洗槽中的溶劑受超聲波作用對污垢進行洗凈。
超聲波清洗設備一般可分為通用和專用兩種機型：
2.1.通用超聲波清洗機
超聲波清洗機的結構一般有超聲電源和清洗器合為一體或分開布局兩種形式，一般小功率（200W以下）清洗機用一體式結構，而大功率清洗機采用分體式結構。
2.2.專用超聲波清洗機
一般安裝在某些特定物件清洗的生產流水線上。
3.超聲波清洗機的選用
隨著科技的進步，精密清洗的工件越來越精細，清潔度要求也越來越高。在精密清洗的應用上（如線路板、二極管、液晶體、半導體等）使用傳統的頻率（20～30KHz），我們會發現不但沒法達到清洗的要求，而且還可能造成工件的損傷。
在購買清洗系統之前，應對被清洗件做如下應用分析：
3.1.清洗方法和清洗液類型的確定
明確被洗件的材料構成、結構和數量，分析并明確要清除的污物，這些都是決定所要使用什么樣的清洗方法，判斷應用水性清洗液還是用溶劑的先決條件。選擇清洗液時，應考慮以下三個因素：
3.1.1.清洗效率：選擇最有效的清洗溶劑時，一定要作實驗。
3.1.2.操作簡單：所使用的液體應安全無毒、操作簡單且使用壽命長。
3.1.3.成本： 使用中必須考慮到溶劑的清洗效率、安全性、一定量的溶劑可清洗多少工件利用率最高等因素。當然，所選擇的清洗溶劑必須達到清洗效果，并應與所清洗的工件材料相容。
3.2.所選的功率和頻率要適合
超聲波清洗若選擇功率太大，空化強度將大大增加，清洗效果雖然提高了，但這時使較精密的零件也產生蝕點，而且清洗缸底部振動板處空化嚴重，水點腐蝕也增大。一般使用 28-40kHz 左右。對小間隙、狹縫、深孔的零件清洗，用高頻（一般 40kHz 以上）較好，甚至幾百 kHz 。
3.3.清洗液清洗溫度的正確選擇
水清洗液最適宜的清洗溫度為40-60℃。因此有部分清洗機在清洗缸外邊繞上加熱電熱絲進行溫度控制，當溫度升高后空化易發生，所以清洗效果較好。當溫度繼續升高以后，空泡內氣體壓力增加，引起沖擊聲壓下降。
3.4.清洗液量和清洗零件位置確定
一般清洗液液面高于振動子表面 100mm 以上為佳。由于單頻清洗機受駐波場的影響，波節處振幅很小，波幅處振幅大造成清洗不均勻。因此最佳選擇清洗物品位置應放在波幅處。
4.超聲波清洗技術的新進展
超聲波清洗技術經過幾十年來的理論探討和應用研究，無論設備還是工藝上均取得了較大的發展，制定出了一批先進典型的清洗工藝如：
4.1. 高頻超聲清洗
這是一種兆赫茲級的高頻超聲清洗技術，由于頻率高，空化效應已不起作用，因此清洗的關鍵不是氣泡，是高頻壓力波的擦洗作用，其對污物的去除率接近百分之百。高頻清洗進來發展較快，主要用于超大規模集成電路芯片上的污物清洗，以及硅晶片、陶瓷、光掩模等特種污物的清洗。
4.2.聚焦式清洗
采用機械掃描聚焦式超聲清洗，噴絲板微孔中的污物脫離十分明顯。聚焦式清洗要求達到高的聲強，目前選用的頻率以低頻為主，常用 20kHz 和 15kHz 兩種頻率，其電功率在連續波情況下一般為 500 ～ 700W。
4.3.多頻清洗
即在一只清洗缸中，安裝有兩種或三種以上不同頻率的換能器，由多只發生器分別推動各自頻率的換能器。低頻超聲波的強度高，對物體表面清洗有利；高頻超聲波空化密度高，沖擊波能穿達凹槽、細縫、深孔等細微結構。同時缸中有多種頻率的超聲波，也克服了單頻清洗駐波場造成的清洗不均勻問題。
4.4.掃頻和跳頻的清洗
掃頻和跳頻清洗都是為了改善缸中的聲場結構，前者解決了缸中的不均勻駐波場，使清洗均勻。而跳頻和多頻一樣兼顧到高低頻清洗，不同的是跳頻用的是一只換能器和一只發生器，其換能器本身有兩個諧振頻率，在第一諧振點帶寬內作連續的頻率變化，然后跳到另一帶寬內進行掃頻清洗。它是高低頻交替進行清洗。
超聲波清洗機技術的發展過程及現在超聲波清洗機的普遍應用證明超聲波清洗技術是有著傳統清洗技術無可比擬優勢的，實踐也證明如此，在一些電子，電鍍，制藥等行業超聲波清洗已成為必不可少的清洗環節。隨著現代科技的發展，超聲波清洗應用行業也在進一步普及，已經滲透到工業生產和科學研究的多個方面。在不遠的將來超聲波清洗技術將成為一門主要的清洗技術之一。
超聲波技術范文3
【關鍵詞】牙髓??；慢性根尖周??；口腔根管治療；超聲波技術
牙髓病和慢性根尖周病是臨床較常見的口腔科疾病，發病機制可能與病菌感染、創傷等因素有關，根管治療是主要的治療手段。根管預備決定了根管治療是否成功，而沖洗在根管預備環節中必不可少，探尋經濟、有效及可行的沖洗方法，逐漸成為醫學界研究熱點。本文探討牙髓病和慢性根尖周病患者行口腔根管治療時利用超聲波沖洗技術的效果。
1資料與方法
1.1對象與分組
選取2017年1月至2019年5月我院收治的口腔疾病患者200例，均經臨床癥狀及X線片檢查確診，年齡≥18歲，體征平穩，意識清楚。排除標準：既往患牙有根管治療史、凝血功能障礙等。本研究經我院醫學倫理委員會審核通過?；颊呔炇鹬橥鈺?。按就診順序分為對照組與觀察組，各100例。對照組：男53例，女47例；年齡19～55歲，平均（36.6±9.3）歲；文化程度：初中及以下31例（31.0%），高中35例（35.0%），大專及以上34例（34.0%）；牙髓病58例（58.0%），慢性根尖周病42例（42.0%）。觀察組：男54例，女46例；年齡18～54歲，平均（36.6±9.4）歲；文化程度：初中及以下32例（32.0%），高中38例（38.0%），大專及以上30例（30.0%）；牙髓病55例（55.0%），慢性根尖周病45例（45.0%）。兩組患者基本情況接近。
1.2治療方法
兩組術前均拍攝根管X線片，分2次完成根管治療。常規開髓，將洞壁修整光滑、根管口充分暴露，徹底去除感染壞死組織，必要時利用倒鉤髓針拔除牙髓組織，對根管長度進行測量、擴大根管。對照組：借助逐步后退法預備根管，預備過程中退出器械1次，采用0.5%次氯酸鈉沖洗根管。觀察組：借助逐步后退法預備根管，預備過程中采用超聲波牙科治療儀沖洗，將30μL無菌蒸餾水注入根管內，并用相應超聲銼插入距離根尖2mm處，預防直接接觸根管壁，調整輸出功率為中檔位，按20mL/min的速度進行沖洗。兩組均采用熱壓膠充填法進行充填。
1.3觀察指標
①兩組預備根管時間（器械進入第一根管到離開最后一個根管的時間）和疼痛程度。治療前及治療后7天參照VAS評估疼痛程度，得分越低表示疼痛感越輕。②兩組填充效果及隨訪1年的結果。
1.4填充效果判定標準
待結束填充后，立即根據填充材料、根管長度的關系評估填充效果。恰填：填充材料距離根尖≤1mm；欠填：填充材料距離根尖＞1mm；超填：填充材料超過根尖。填充優良率為恰填率+欠填率。
1.5統計學方法
應用spss22.0統計軟件處理數據，計量資料以（x-±s）表示，采用u檢驗，計數資料采用χ2檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。
2結果
2.1兩組預備根管時間及VAS評分比較
（表1）觀察組預備根管時間短于對照組，治療后VAS評分低于對照組，差異均有統計學意義。
2.2兩組填充效果比較（表2）
觀察組填充優良率（98.0%）高于對照組（91.0%），差異有統計學意義（χ2=4.71，P＜0.05）。
2.3兩組隨訪結果比較
觀察組發生并發癥2例（2.0%），其中疼痛、形成暗影各1例；對照組發生并發癥9例（9.0%），其中疼痛5例，形成暗影4例。兩組并發癥發生率比較，差異有統計學意義（χ2=4.71，P＜0.05）。
3討論
口腔根管治療通過根管準備、根管消毒等步驟，徹底清除感染灶，緩解患者不適。傳統根管沖洗方式以注射器沖洗為主，沖洗效果不理想[1]?；氐っ穂2]認為，早期實行針對性沖洗方式尤為重要。陳帆等[3]報道，超聲波技術能提高患者填充效果，加強根管成功沖洗效果，直接開啟根管沖洗流程、簡化手續且縮短治療時間，安全性較高，配合沖洗液能達到清理根管、殺菌作用，沖洗出碎屑，避免刺激根管周圍組織。此外，超聲產熱能會增強沖洗液消毒滅菌、溶解有機質的作用，通過預備超聲根管有效去除大部分根管內刺激源，提高治療成功率，療效確切，安全可靠，臨床應用較廣泛[4]。本文結果顯示，觀察組預備根管時間、治療后VAS評分、填充優良率及并發癥發生率優于對照組。這與曾敏等[5]報道結果接近。綜上所述，口腔根管治療中實行超聲波技術能有效縮短預備根管時間，緩解疼痛，提高填充效果。
參考文獻
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超聲波技術范文4
關鍵詞：超聲波技術、無損檢測、混凝土強度
中圖分類號：TU37文獻標識碼： A 文章編號：
1前言
混凝土是當代建筑工程中最主要的結構材料之一，它的質量直接關系到建筑結構的安全性和耐久性，也是關系國家建設和社會經濟發展的大事，與廣大民眾的工作生活息息相關?；炷临|量超聲檢測技術是建筑工程無損檢測技術領域中的重要方面。超聲波技術用于混凝土質量檢測的歷史雖然不如金屬超聲探傷長，但因工程建設的需求，發展速度相當迅速。
2混凝土無損檢測技術概念
混凝土無損檢測技術的定義是在不破壞結構構件的條件下，直接從結構物上進行測試或局部采用鉆芯的方式來推定混凝土強度及判斷缺陷的一門技術?；炷翢o損檢測的方法主要有回彈法、超聲法、超聲回彈綜合法、雷達法、沖擊回波法、紅外成像法、鉆芯法、拔出法及超聲波CT 法等，其中鉆芯法和拔出法屬局部破損或半破損檢測方法。
3超聲波檢測混凝土的優缺點
聲波的指向性比較好，其頻率越高，指向性越好。超聲波傳播能量大，對各種材料的穿透力較強。超聲波的聲速、 衰減、阻抗和散射等特性，為超聲波的應用提供了豐富的信息。 超聲檢測具有適應性強、檢測靈敏度高、對人體 無害、設備輕巧、成本低廉，可即時得到探傷結果，適合在實驗室及野外等各種環境下工作，并能對正在運行的裝 置和設備實行在線檢查。超聲法檢測過程無損于材料、結構的組織和使用性能；直接在構筑物上測試并推定其實際的強度；重復或復核檢測方便，重復性良好；超聲法具有檢測混凝土質地均勻性的功能，有利于測強測缺的結合，保證檢測混凝土強度建立在無缺陷、均勻的基礎上合理地評定混凝土的強度。
應用超聲來進行無損檢測也有其相應的缺點。對于平面狀的缺陷，例如裂紋，只要波束與裂紋平面垂直，就可以獲得很高的缺陷回波信號。但是對于球面狀的缺陷，例如空洞，假如空洞不是很大或分布不是較密集的話，就難以得到足夠的回波信號或是其時間變化不明顯；另外，對于各向非同性的材料，例如混凝土，相應會存在材料的離析，使得材料密度不均勻，這使得人們把離析誤判為是內部的空洞而導致決策上的失誤；對于表面缺陷的檢測，超聲波法的靈敏度要低得多，但超聲無損檢測方法可以較為精確的確定混凝土表面的裂縫深度。
4超聲波檢測混凝土強度基本原理
采用超聲波檢測混凝土強度，其主要是依據超聲縱波的傳播速度和衰減系數。由發射換能器產生的超聲脈沖波，通過耦合層進入混凝土，通過耦合層進入混凝土，經過復雜（折射、反射、散射或繞射）的傳播過程，到達接收換能器R，儀器接收到得超聲波信號攜帶著混凝土的密實情況、動彈特性等質量信息。
可將混凝土分為兩個組成部分：一是由粗骨料組成的惰性部分；二是活性部分，即其中含有水分、微孔隙及微裂縫的水泥砂漿。假設混凝土試件的超聲測距為l，混凝土聲速為v，粗骨料聲速為va，水泥砂漿聲速為vm，則兩個組成部分構成混凝土試件，得到公式
V=lvavm/(vmla+valm)（3-1）
式中la——超聲波在粗骨料中的傳播距離；
lm——超聲波在砂漿中的傳播距離。
當混凝土試件的粗骨料品質及用量固定且超聲測距一定時。（3-1）中的l、va、la、lm均為固定值，混凝土聲速v只隨砂漿聲速vm變化。一般認為混凝土強度主要取決于水泥砂漿的強度及其與粗骨料之間的黏結力，而砂漿聲速又隨其強度提高而增大。因此，混凝土的超聲傳播與其強度之間存在密切關系。
國內外大量學者通過大量試驗研究，用立方體標準試件抗壓強度與超聲傳播速度建立了相關性十分良好地擬合曲線，我國采用（冪函數型）
fccu=avb或（指函數型）fccu=aebv
式中v——混凝土聲速；
fccu——混凝土換算強度；
Ed——動力彈性模量；
a、b、c——系數.
5超聲波用于檢測混凝土缺陷技術方面的體現
5.1混凝土缺陷的超聲波檢測系統
混凝土的缺陷是指因技術管理不善和施工疏忽，造成結構混凝土內部存在空洞、局部疏松、夾雜物、頸縮、施工縫，或由于工藝違章、配料錯誤造成的低強度區;嚴重的分離離析造成組織構造的不均勻性;使用過程產生裂隙以及化學侵蝕、凍害的損壞層等?；炷寥毕莸某暡z測系統如圖1所示。圖1混凝土缺陷的超聲波檢測系統
5.2超聲波檢測混凝土缺陷基本方法
超聲法檢測混凝土缺陷，一般是根據構件或結構的幾何形狀、所處環境、尺寸大小以及所能提供的測試表面條件，選擇不同的測試方法。常用的有平面檢測（采用厚度振動式換能器）、鉆孔或預埋管檢測（采用徑向振動式換能器）、混合檢測（采用一個平面振動式和一個徑向振動式換能器）。
5.3超聲波檢測混凝土缺陷主要影響因素
采用超聲波檢測砼缺陷時,往往會受到一些客觀因素的影響。在實際檢測中如不考慮這些因素并采取適當的措施,必然會使缺陷判斷帶來困難或給測試結果帶來較大誤差。根據大量的試驗研究和工程實測表明,超聲波檢測砼缺陷主要影響因素可分為以下三種：耦合狀態的影響、鋼筋的影響、缺陷中水分的影響。
6超聲波檢測混凝土灌注樁質量的依據
6.1用聲速判斷缺陷的概率法判據：由于混凝土質量的隨機波動不可避免，其質量波動符合正態分布，則反映正?；炷临|量的指標(如聲速)是服從正態分布的隨機變量。確定隨機變量的臨界值，也就是確定區分隨機波動與過失誤差的一個判斷標準，凡低于這個標準的取值就認為偏離了正態分布規律，是異常值。
6.2用聲時判斷缺陷的PSD判據：根據樁身某一檢測面的實測聲時tc，及測點高程z(mm)，可得到一個以tc為因變量，z為自變量的函數tc=f(z)。當該樁身完好時f(z)應是連續可導函數。
6.3聲幅判?。航邮詹ㄊ撞úǚ桥卸ɑ炷凉嘧稑渡砣毕莸囊粋€重要參數，首波波幅對缺陷的反應比聲速更敏感，但波幅的測試值受儀器、測距等許多缺陷因素的影響，因而其測值沒有波速穩定。聲波波幅與正態分布的偏離更遠，采用基于正態分布規律的概率法來計算波幅臨界值缺乏可靠的理論依據。
6.4主頻判據：由于用主頻作為判據，會遇到和聲幅作為判據時類似的問題，因此一般應用不多，只是作為其它判據之外的一種輔助手段。
6.5實測聲波波形：實測波形可以作為判斷樁身混凝土缺陷的一個參考，前面所述的聲速、聲時、聲幅只與接收波的首波有關，接收波的后續部分是發、收換能器之間各種路徑聲波疊加的結果，對其做定量分析比較困難，但后續波的強弱在一定程度上反映了收、發換能器之間聲波在樁身混凝土內各種聲波傳播路徑上總的能量衰減。
7實驗測量結果及其分析
在實驗室中, 300mm ×300mm ×300mm, 200mm ×200mm ×200mm, 100mm ×100mm ×100mm 混凝土立方體構件各兩個分別經過800℃和400℃的高溫冷卻后, 將傳感器對測各立方體構件。傳感器的頻率為25KHz, 傳感器的距離分別為300mm、200mm、100mm, 測量了六組數據, 每組10 對數據如表1 所示。一個構件測量10 次, 然后切換測量不同長度不同溫度的混凝土構件。其中數據為0 表示此次測量未接收到信號或測量出的傳播時間超出范圍( 時間單位為ns ) 。傳播時間的平均值是前8 個有效數據的平均。
表1 實驗測量傳播時間數據
從表1 中很明顯可以看出除去少數無效數據,數據的一致性較好, 穩定性也很好, 而且無效數據也很少, 傳播時間的平均值誤差不超過±200ns , 結果完全符合設計要求。根據表1 所示數據, 便能推算出超聲波在不同狀態下的混凝土中的傳播速度, 以及分布率。依照不同情況的混凝土特性和這些試驗數據,繪制出超聲波傳播速度曲線( R - C 曲線) , 從而獲得混凝土強度。
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用超聲法來評定混凝土結構的缺陷，是一種行之有效的方法，但在有些方面還需要進一步完善和發展， 比如檢測方法還需要一定的改進、數據采集精度有待提高、儀器所檢測的聲學參數也應多樣化?？梢哉f用超聲法對混凝土材料進行無損評定是一種非常有潛力的檢測手段，有著廣闊的發展全間，它需要許多的科學工作者去不斷的加以完善和創新，以更好的服務于工程事業。
參考文獻：
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超聲波技術范文5
超聲波檢測是不破壞原巖土的受力結構，應用相關的檢測設備對錨桿進行檢測。在檢測時，對桿端進行外力震擊，從而引起桿端的劇烈振動，并產生沿錨桿向桿底傳播的應力波。如果應力波的波形、波速、波峰值保持不變，在錨桿中均勻傳播，則表明錨桿的完整性比較好。如果應力波的波形、波速、波峰值發生變化，則表明沿錨桿長度方向上存在缺陷。由于超聲波檢測對錨桿不產生破壞，所以特別適用于重要巖土工程大面積檢測工程。
2錨固錨桿應力波超聲波檢測工作流程
在進行錨桿超聲波檢測數據分析之前，首先要調查清楚圍巖土地的基本地質狀況，然后再標定錨桿桿頭應力波速度，利用檢測裝置采集反射波反射回來的數據，通過一系列的分析整理獲取巖土中錨桿的長度、錨桿的完整程度等基本信息。因此，超聲波檢測技術基于應力波檢測的工作流程大致為：收集圍巖地質基本資料，標定應力波速大小，利用檢測儀器進行數據動態采集，拉拔抽檢試驗、時域波形分析、頻譜分析以及時頻頻譜分析等，最后準確獲取錨桿的長度和完整度。
3錨桿超聲波檢測技術基本原理
當錨桿桿端受到外力震擊后，就會引起桿端的劇烈振動，并產生應力波沿錨桿向桿底處傳播。如果錨桿質量完好，則錨桿為應力波提供了一個均勻傳播的介質，此時應力波的波形、波速、波峰值均保持不變。如果存在缺陷，則應力波就會在不均勻的材料中傳播，在有缺陷部位應力波將發生突變，從而使得應力波的波形、波速、波峰值發生變化，會發生透射波、反射波或者散射波等現象。實際檢測工程中發現，由于透射波在受到錨桿內非均勻介質的作用下，儀器很難準確測量其具體值；可以通過對反射波的分析獲得錨桿的質量水平，當應力波反射傳播到錨桿桿頂時，由原先裝置在錨桿桿頂處加速度或速度計應力波傳感器采集測得。由于反射波的數據信息代表著錨桿質量的相關信息。因此，對反射波攜帶的數據進行信息分析后，就可以得出錨桿質量的完整程度，從而可以獲取錨桿的綜合安全性能指標。
4超聲波檢測中錨桿錨固失效分析
4.1錨桿桿體鋼筋拉斷
鋼筋是圍巖錨桿中的主要受力體，主要提供拉力，同時由于錨桿底端的絲扣部位，經常性出現幾個應力共同作用，使其該處發生應力集中。當應力增大到一定程度時，則會使錨桿中的鋼筋拉斷。為了解決鋼筋被拉斷，實際工程中常對鋼筋進行熱處理，從而提高鋼筋的韌性，防止鋼筋拉斷現象的發生。
4.2托板失效
由巖土工程可知，在實際工程中常發生錨桿托板失效現象，為了解決托板失效，實際工程施工時通常選用增大錨桿托板的厚度，或采用高強度鋼材等提高錨桿托板的耐壓性能，從而提高錨固結構整體的性能。
4.3局部薄弱點破壞，致使錨空失效
大量巖土工程實踐表明，由于巖土圍巖局部薄弱部位發生破壞引起錨桿出現錨空失效現象。當采用錨固錨桿技術進行巖土工程加固支護時，由于在圍巖中薄弱點處荷載產生的應力分布不均勻，就會在圍巖的薄弱環節處出現局部破壞現象，導致錨桿的切向錨固力瞬間減小甚至消失，錨桿的徑向錨固力也隨之減小，錨固結構支護性能降低，發生錨桿錨空失效現象。
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超聲波技術范文6
關鍵詞： 建筑鋼結構； 超聲波； 焊接缺欠
1引言
建筑鋼結構工程因其較復雜的接頭類型，其焊接質量的無損檢測是以 A 型脈沖超聲波探傷檢測為主，射線照相等其它方法為輔的。至今我國尚無專用的建筑鋼結構無損檢測標準，其對焊接缺欠的檢測、結果評定和質量分級主要引用原鍋爐壓力容器的標準或機械工業的通用標準。實際上，建筑鋼結構有其自身的受力特點與使用的環境條件，其受力基本上是靜力荷載，使用的環境條件基本是室內外常溫常壓環境，與鍋爐壓力容器或機械工業產品需要承受高溫、高壓、高速及高幅值交變荷載的作用有顯著的不同，因而，其焊接接頭類型也有明顯不同，建筑鋼結構有時使用的鋼材較厚，角焊縫較多（ 如桁架、網架，H 截面柱、梁拼接等） 。因此，建筑鋼結構焊接質量的無損檢測，應從實際出發，除了能按技術標準規范的要求發現缺欠，并對缺欠進行定量及定性，更重要的是能對缺欠進行分析，判定缺欠對結構力學性能的影響，從而更切實際地評定焊接質量，不僅能保證鋼結構的安全性，又能避免不必要的浪費，特別是避免不必要的返修或加固可能對原結構造成的不利影響。
2 缺欠位置對接頭性能的影響
除了上述討論的缺欠類型對接頭性能的影響，相同大小的缺欠在焊縫中所處位置的不同對接頭性能的影響也不同。一般情況下，封閉型的缺欠如氣孔、夾渣等處在焊縫內部時比處在表面時對結構影響要小。我們曾經做過對比拉伸試驗，試驗對象為含當量相同的分別位于表面與內部的氣孔缺欠的焊接試件，試驗結果試件抗拉強度均能達到母材強度，但其斷口位置不同： 含表面氣孔的試件斷口在焊縫上（ 氣孔處） ，含內部氣孔試件斷口在母材熱影響區上。我們也模擬過未焊滿（即不連續） 的表面缺欠試件進行機械性能的對比試驗，采用兩種規格、兩種材質的鋼管對接焊縫試件，其中一件試件焊縫上模擬有約 0. 5mm 未焊滿，另一件試件焊縫外觀正常，對比試驗結果，有未焊滿的對接焊縫試件斷口均在焊縫上，而焊縫外觀正常的試件斷口均不在焊縫上，與氣孔缺欠試件對比拉伸試驗相同的是，雖然存在未焊滿現象，但試件焊縫抗拉強度均能達到母材強度，冷彎試驗結果也滿足要求。雖然上述兩種不同位置缺欠模擬試件對比試驗的抗拉強度結果差距不大，但也可從試件斷口位置不同看出其影響不同。實際焊縫的外觀可能更為復雜，因此，實際檢測工作中，不僅要注重內部缺欠檢測，表面缺欠也是不能忽略的。
3 缺欠大小、數量對接頭性能的影響
工程實際檢測應用 A 型脈沖超聲波探傷儀和“當量法”的探傷技術，即通過儀器發射的超聲波脈沖在缺欠上的反射量與在規則形狀有限界面上的反射量進行比較，以反射量相當的規則形狀有限界面的大小表示缺欠的大小的方法，因此，它難以反映缺欠的真實形狀和尺寸。由于建筑鋼結構受力情況不同于鍋爐壓力容器或機械工業的產品，缺欠大小及數量對鋼結構使用的影響也是不同的，因而對缺欠評定和質量分級應有所不同。
我們曾經做過缺欠為氣孔、夾渣的焊縫的檢測試驗，當時的參考標準為 CSK - ⅡA 試塊的 Φ2 × 40mm 的橫孔，判廢線為 Φ2 × 40 - 4d B，檢測發現當量在 Φ2 × 40 + 2d B 時的缺欠，經解剖實測，均為 < Φ2 的缺欠，因此，氣孔、夾渣類缺欠的驗收標準可放寬至 Φ2 × 40 + 2d B，同樣可滿足使用要求，但可減少許多不必要的返修和加固工作量。某大廈箱型勁性柱焊接質量的超聲波探傷檢測，勁性柱材質為 Q235，板厚為 30mm，焊接方式為手工電弧焊和CO2氣體保護焊，用 GB/T 11345 - 1989 標準控制質量，判廢線為 Φ3 - 4d B，檢測發現的缺欠主要為氣孔、夾渣，其當量在Φ3 + （ 2 ～ 4） d B 的經解剖實測均為 < Φ3 的針孔式鏈狀點渣。因此，結合上述檢測試驗數據，我們將判廢線放寬至 Φ3 + （ 2 ～4）d B，減少了許多不必要的返修，使用多年，結構狀況完好。在條形缺欠分級中，原標準 GB/T 11345 - 1989 以板厚的2 /3 或 3 /4 計長度也是不實際的。經工程實際檢測驗證，已廢止的原行業標準 JGJ81 - 91 關于要求焊透的 T 型接頭焊縫的條形缺欠的評定規定“可允許單個條形缺欠長度小于50mm，但在1000mm 焊縫長度內，條形缺 欠總和應小于100mm”是較為合理的。
某工程有限公司維修機庫焊接球網及吊車軌道檢測中就采用了上述放寬的分級和驗收條件，當量按 Φ3 + （ 2 ～ 4） d B控制，長度按放寬控制，吊車工作重量 10t，工作十數年及歷經數次 12 級以上臺風襲擊，至今安然無恙。期間也多次進行運行檢驗，包括近期剛完成的核查檢驗，運行狀況良好。通過以上工程檢測實例及分析說明，對建筑鋼結構焊接質量超聲波探傷檢測來說，采用原 GB/T 11345 - 1989 標準對缺欠大小和數量進行控制和質量分級是偏嚴的，如今 GB/T11345 - 1989 已經換版為 GB / T 11345 - 2013 及 GB / T 29712- 2013，驗收要求更嚴了。其實，不論理論上還是我們多年的檢測實踐經驗總結，對焊接缺欠的控制及質量評判應結合結構受力特點、缺欠類型、缺欠在焊縫中的位置及大小、數量等因素綜合考慮，不是越嚴越好。存在較小缺欠的焊接接頭，如果不綜合分析盲目返修，其效果可能是負面的。焊接接頭的熱影響區可能是最薄弱的環節，返修使其再度受熱，其對熱影響區材料性能可能帶來的負面影響及造成隱患的威脅甚至遠大于焊縫中非危害性較小缺欠的返修目標。
4 結語
通過以上討論分析，本文就建筑鋼結構超聲波檢測焊接缺欠評定有以下結論：
（1） 應對同一質量等級規定不同缺欠類型的容許限值；
（2） 對焊接缺欠的評定應綜合考慮，表面缺欠應充分重視；
（3） 應建立適于建筑鋼結構焊接缺欠驗收等級的評判標準。
另外，檢測市場惡性競爭，常常以犧牲技術質量來換取業務，這是很危險的，檢測從業人員也良莠不齊，對檢測工作的準確性、嚴謹性、嚴肅性認識不足。
