超声检测技术论文十篇

超声检测技术论文篇1

【关键词】超声波 探伤检测 影响因素

伴随着科学技术的发展，超声波探伤检测得到了广泛的应用。在便携式的超声波检测设备中，通过相控阵式激光技术的应用实现了单一发生定时或者定相发射的超声波元素阵列的应用，进而实现了被测对象超生波波形的精确截取。在这种背景下，本文对超声波探伤检测的影响因素进行探讨。

1 超声波探伤检测技术的原理

超声波探伤作为无损检验中常用的方法之一，其原理是通过利用内部缺陷在声学上所具有的性质特点对超声波传播的影响为基础，通过非破坏性地方式探测材料内部与表面的缺陷的大小、缺陷形状以及缺陷的分布状况，这些缺陷包括夹渣以及裂纹等等[1]。从现有的超声波探伤检测技术的应用来看，无论是国外还是我国国内，该技术都得到了广泛的应用，该技术在确保产品质量以及设备的安全运行方面有着重要的作用。在石油专用管材内部组织的检测中，超声波探伤检测的应用能够为生产工艺以及设备维修等提供依据，但是由于超声波探伤检测本身所采用的并不是连续波，这就使得在对油井管进行探伤检测时受所采用的方法影响会对探伤检测的准确性带来不同的作用。除此以外，受探头本身磨损情况、缺陷形状差异以及各类符合缺陷本身所形成波形所具有的不确定性的影响，使得石油专用管材超声波探伤检测的技术在应用过程中受各类因素的影响较大。因而有必要对超声波探伤检测的影响因素以及这些影响因素的应对策略进行研究。

2 超声波探伤检测影响因素

在超声波探伤检测技术的应用过程中，常见的影响因素包括环境因素、技术因素、人为因素以及管理因素等等[2]。从技术性因素的层面来看，除了受现有的超声波检测技术发展本身局限性的限制外，同时也受所采用的设备等的影响，又如，从所采用的探伤方法的角度来看，如果在检测工作进行中，存在着探头 K 值选择不合理的情况，仪器扫描调节方法不当，探头的扫描速度控制不科学等等都会导致探头扫描中出现声束覆盖面积不够的问题，进而影响了超声波探伤检测工作水平的提高。从人为因素的层面来看，如果操作人员本身由于外界环境或者自身内在问题导致在超声波探伤检测过程中存在个人情绪管理问题，就可能导致在检测工作进行中责任性差，甚至存在故意犯错的情况。从环境因素的层面来看，如果在超声波检测中作业场地狭小或者比较危险，尤其是在检验标准应用和被检测对象特性相差大的情况下，就不利于超声波探伤检测工作的实施。除此以外，检验材料本身也会对超声波探伤检测产生影响，如耦合剂的黏度太低，探伤表面清理工具不合理选用导致探伤面清理方面的问题等等。在管理过程中如果不注意被检测对象的标记管理，也会导致对超声波探伤检测工作质量的负面影响。简而言之，超声波探伤检测若存在检测管理制度不严密，检测人员责任落实差等等都会对工作效果产生影响。

3 超声波探伤检测影响因素的应对策略

在超声波探伤检测技术的应用过程中，常见的影响因素虽然包括上文提到的环境因素、技术因素、人为因素以及管理因素等等诸多因素。这些因素之间是动态的存在超声波探伤检测工作过程中[3]。这就决定了超声波探伤检测工作水平的提高必须要面对上述因素的影响。在上述因素中，无论是环境因素还是技术因素都需要人为因素的作用才能在超声波探伤检测中发挥作用，这也就决定了超声波探伤检测影响因素的应对策略主要是针对人为因素进行控制。

超声波探伤检测工作质量的提升，首要的前提是选用合格的检测人员，在选用合格的检测人员的基础上，不断的通过检测人员自我培训以及组织培训等多种方式的结合，提高现有的检测工作人员的整体素质。除此以外，还应结合自身的实际情况优化超声波探伤检测的管理制度。关注超声波检测计划的制定与实施，超声波探伤检测的计划内容应包括合格的检测人员配置、检测时间、检测工艺、标记方法、检测仪器、探头及附件等等，在计划中应明确采用和被检对象的规格、特性不发生冲突的检测标准与验收标准；还应涉及到循环检验、复核检验以及检测场所的环境条件限制等诸多内容。在计划的实施过程中应根据实际情况灵活的调整，进而从根本上提高超声波探伤检测工作质量。

综上所述，超声波探伤检测工作质量的提高受多方面因素的影响，这就决定了在具体的超声波探伤检测工作中，应结合实际情况，通过系统化的流程来提高检测工作的有效性[4]。这就要求在超声波探伤检测过程中通过全方位以及全过程的监督控制，将超声波探伤检测影响因素多产生的负面作用降低到最小，进而有效的提高工作效率。

参考文献

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超声检测技术论文篇2

【关键词】超声检测；压力容器；检测技术

Abstract： This paper mainly expounds the Pressure Vessel NDT， ultrasonic testing technology as an example. Do not damage the material， workpiece and the structure is where the characteristics of nondestructive testing， it is superior to the general detection， combined with the characteristics of ultrasonic detection technology used in the pressure vessel， analyzed the ultrasonic detection content heat exchanger shell， for future engineering practice has a certain guiding role.

前言

压力容器使用的原材料包括金属板材、管材、棒材、锻件和铸件等。而这些压力容器使用的原材料质量正是保证压力容器安全质量的重要环节，其制造工艺及采用的不同的检测技术都对整体的质量控制起着非常关键的作用，本文主要从压力容器的超声检测技术方面进行了若干探讨研究。

一、超声检测技术在压力容器使用上的方式探究

1、焊缝超声检测技术

一种产品的安全性、使用寿命的长久与否与焊缝质量是息息相关的，而如何检测产品的焊缝质量依靠的就是超声波探伤技术。超声检测方法的应用利于检测焊缝内部质量，对于其中存在的问题，如厚壁容器中的裂纹、焊缝中有的地方未融合等危险系数较高的问题检测速度等方面要优于常规使用的射线检测。

2、压力容器的制作板材的超声检测技术的原理

2.1薄板的超声检测（厚度小于6mm）。如果在检测过程中，单纯使用单晶直探头法，会存在检测盲区，致使缺陷无法分辨。而我们使用兰姆波（板波）进行探伤则可以有效避免这个问题。2.2钢板的超声检测（厚度为6mm～20mm）。在此类钢板的检测过程中要采用双晶直探头法进行检测，晶片面积要求不小于150mm2。探头频率选用5MHz效果比2.5MHz好。2.3厚度大于20mm钢板的超声检测。用单直探头检测厚度大于20mm的钢板时，CBII标准试块应符合规定。对于此类钢板应采用2.5MHz（板厚小于43mm）或5MHz（板厚小于255mm）的单晶直探头（圆晶片直径为Φ14mm～25mm）。

3、针对高压螺栓的超声检测技术的探究

在役高压螺栓或螺柱，由于清洗困难，磁粉检测效果不是很好，所以经常采用超声检测。在用螺栓或螺柱的超声检测，除符合规定外，还应对螺纹根部是否有裂纹进行检测，其主要检测内容如下。

3.1在螺栓或螺柱端部采用纵波小K值斜探头进行纵波斜入射检测；3.2在螺栓或螺柱无螺纹部位应采用K1.5～K2.5，频率为2.5MHz的横波斜探头进行轴向检测。3.3在用螺栓或螺柱超声检测时，如在螺纹根部出现比切槽回波高的缺陷反射波时，应予以判废。

二、超声检测在换热器壳体中应用的技术原理的分析与方法

用2.5P13×13K1斜探头从换热器壳体外壁对焊缝进行超声检测，用CSK-IA标准试块测定探头的前沿和K值，用CSK-IIIA标准试块确定灵敏度、制作距离-波幅曲线，最大壁厚为44mm板的定量线灵敏度为Φ1×6-3dB，对接焊缝采用B级检测等级，单面双侧探伤，检测区域的宽度为焊缝本身宽度加上焊缝两侧相当于母材厚度30%的区域，最大为10mm，探头移动区域应大于1.25P，扫查速度应小于150mm/s，相邻两次探头移动间隔保证有探头宽度10%的重叠，对波幅超过定量线的回波，根据探头的位置确定出缺陷的位置，缺陷位置测定应以获得缺陷最大反射波的位置为准，缺陷的深度和水平距离从仪器上可以直接获得，用6dB法测量缺陷的指示长度，用缺陷估判程序和波形判断法确定缺陷的性质，用对接焊接接头质量分级来判断缺陷是否超标，板厚单个缺陷的指示长度最大不超过25mm，若是裂纹等危害性缺陷，直接判定为不合格。对换热器进行外观的检查、内衬的检漏、壁厚的测定、金相的分析、磁粉、着色的检测以及气密性的试验，所有检验均为正常，判定为合格。共发现八个超标缺陷。按“合于使用”原则进行综合判定，通过缺陷的断裂和疲劳评定，得出该换热器仍可安全运行4年的结论。

三、结束语

本文阐述的超声检测方法，以生活中较为常见的几种典型承压设备为例，说明了超声检测应用的广泛性和多样性，同时针对在检测过程中相应的注意事项也有明确的介绍，对于工程人员及技术检测人员的参考具有一定参考价值，随着国力的不断提升针对出现的新兴技术，我们应该更好的掌握这样不但有利于我们社会的进步还大大有领域国家的不断发展，我作为发展中国家的人民，最伟大的目标就是建设祖国的发展，科学技术，是衡量一个国家发展水平的标准，所以，我们要发扬科学技术，为祖国的发展出一份力。

参考文献

[1]李衍.ASME规范案例和焊缝超声检测新规定[J].无损检测，2011，27（2）.

[2]张万岭，沈功田.压力容器无损检测--换热器的无损检测技术[J].无损检测，2011，27（6）

[3]田瑶君.压力容器无损检测技术的探讨[J].计量与测试技术，2012（02）

[4]康新刚.浅论压力容器无损检测技术[J].科技资讯，2010（14）

超声检测技术论文篇3

关键字：道桥；无损检测；特点；应用；

Abstract: This article start from the characteristics of the bridge nondestructive testing, and put out a detailed analysis of the bridge nondestructive testing applications and further development.Key words: bridge; non-destructive testing; characteristics; application;

中图分类号：TJ765.4文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

1.前言

随着我国大规模的交通建设，一些已建的高等级道路以及一些大型的桥梁、隧道等结构的使用安全性问题也显得日益突出，为此，为无损检测技术的发展提供了很好的发展市场，同时也为无损检测技术的应用提出了更高的要求。因此，无损检测技术的研究与开发具有广阔的前景。

2.无损检测技术的特点

无损检测技术是指在不影响结构或构件性能的前提下，通过测定某些适当的物理量来判断结构或构件某些性能是否发生改变的检测方法。无损检测技术是多学科紧密结合的高技术产物，现代材料学和应用物理学的发展为无损检测技术奠定了理论基础，而现代电子技术和计算机科学的发展又为无损检测技术提供了现代化的测试工具。

3.无损检测技术在道桥检测中的应用

3.1超声波仪器检测混凝土灌注桩

超声脉冲波在混凝土中传播速度的快慢，与混凝土的密实程度有直接关系，对于原材料、配合比、龄期及测试距离一定的混凝土来说，声速高则混凝土密实，相反则混凝土不密实。当有空洞或裂缝存在时， 便破坏了混凝土的整体性， 超声脉冲波只能绕过空洞或裂缝传播到接收换能器， 因此传播的路程增大，测得的声时必然偏长或声速降低。根据上述原理，即可对桩身混凝 土的完整性、内部缺陷性质、位置以及桩混凝土总体均匀性等级等做出判断。超声波透射法检测钻孔灌注桩很好的运用了电子信息技术，使它为工程建设提供了科学依据， 能直观而准确地检测出桩身混凝土的内部缺陷，是当前混凝土灌注桩检测技术的重要方法。

3.2核子密度仪测定实压度

核子密度仪是利用同位素放射原理实时检测土工建筑材料的密度和湿度的电子仪器。 该仪器中的读数显示设备（如液晶显示器、脉冲计数器、数率表或直接读数表）很好的运用了电子信息技术。核子密度仪通常安装有一个密封的10毫居里的铯 137 伽玛源和一个密封的 50毫居里的镅 241/ 铍中子源，仪器中还安装有密度和湿度两种射线探测器，分别与伽玛源和中子源共同对被测材料的密度和湿度进行测量。

本仪器适用于以散射法或直接透射法测定路基或路面材料的密度和含水量，并计算施工压实度，在施工质量的现场快速评定中广泛应用。

3.3平整度仪器检测路面平整度

路面平整度测量仪采用了微处理和大规模集成电路技术，该仪器的整机集成度和系统工作的可靠性，使整机系统的各项性能稳定，内部采用单 CPU 结构，负责显示、打印、计算、 通信、采集数据等功能；采用中断方式采样数据，因而可连续进行测量，而不中断。一起自动计算距离，每测1000个点内存时，采样间距取0.1米，则可连续测25公里。

3.4道桥裂缝的无损检测与监测技术

3.4.1超声波检测

超声波法用于非破损检测，就是以超声波为媒介，获得物体内部信息的一种方法，目前超声法己应用于医疗诊断、钢材探伤、鱼群探测等许多领域。在这些领域里，由于组成颗粒小密度大，密度分部也很均匀，所以声波能很好地传播，对其内部缺陷及其位置等都能准确地检测出来。掌握混凝土表面产生的裂缝深度，对耐久性诊断和研究修补加固对策有重要意义。测定裂缝深度，基本上都是将发射探头和接收探头，布置在混凝土同一面上的裂缝附近，但由于所选用的波形种类（纵波、横波及表面波）和声学参数（声速、频率、相位等）的不同，已有许多种具体方法。

3.4.2冲击弹性波法

一般把弹性体内传播的波总称为弹性波，用人工发射弹性波到弹性体内，探测弹性体内的状态，是广义的弹性波探测法。冲击弹性波法与超声波法的原理是一样的，但远比超声波测定的裂缝深度深，冲击弹性波法只能检测扩展方向与表面成直角，没有分支的单纯裂缝。

3.4.3声发射检测法

声发射检测法也是利用弹性波进行声学检测的具体检测方法检测裂缝，和其他方法最大的不同是只能检测正在发生的裂缝，不能检测已发生的旧裂缝，对正在发生的裂缝可检测裂缝发生的位置（声发射源定位），裂缝的大小，扩展情况和种类，以及裂缝的深度等。

3.4.4 摄影检测法摄影检测法主要用作调查混凝土表面的裂缝摄影法包括普通照相机、录象机、放射线、红外线摄影等进行检测。

3.4.5传感仪器监测利用埋设在混凝土中的仪器进行裂缝监测，常规技术是利用卡尔逊式或弦式测缝计，其控制范围仅0.12-1，属点式检测，由于裂缝出现的空间随机性，因此往往漏检，为了及时无遗漏地监测裂缝，必须实施大范围的、连续、分布式监测，即所谓全分布监测。

3.4.6针对混凝土裂缝检测的特点，研制出基于光时域反射技术的光纤裂缝传感网络，可实现桥梁混凝土结构的分布检测，凡裂缝与光纤传感网络相交，均可感知，并可定宽、定位、定向。

4.促进与改善道桥无损检测的思路方法对策

4.1依靠现代科技对行业检测技术进行突破

我国现有的道桥无损检测技术大多首先是从国外引进，因此其价格都比较贵，在我国进行大范围的运用推广在技术上以及经济上存在一定的难度。针对该情况，为使该技术能在我国得到广泛地推广应用，必须在掌握该类检测技术的同时尽可能地根据我国国情进行自主的技术创新，依靠现代的科学技术进行研究，使我国的行业检测技术在国际行业检测技术上有所突破。

4.2完善行业检测的内容

道路工程是由点、线、面所组成呈带状分布的系统工程，它涉及的内容比较多、范围比较广。可以利用检测设备对桥梁的桥面结构、混凝土桥梁结构、钢桥结构、桥梁的下部结构、道路路基路面结构、挡土墙结构以及桥梁地基基础结构等道桥工程多方面地进行全方位的检测，从而不仅使行业的检测技术领域得到发展，而且使行业检测的内容也得以完整与补充。

4.3加强行业队伍的建设

为促进我国行业检测技术水平的提高，很有必要加强行业检测队伍的建设，如高校设置行业检测专业、对从事行业检测的技术人员要时常进行专业技术的培训、相应地建立行业检测技术规范以及检测技术评定标准等。只有这样才能使我国的行业检测队伍不断地走向规范化。

5.结语

无损检测技术是多学科综合的一门应用技术，是建立在基础学科的基础之上的，因此要使该项技术得以快速发展，必须首先加强各相关基础学科的研究，只有从基础理论中不断吸收养分，无损检测技术才能不断完善和发展。在无损检测技术的研究中，应善于把基础理论与工程实践结合起来，建立起理论研究与工程应用联系的桥梁，这样才能完善现有的方法。

参考文献：

超声检测技术论文篇4

无损检测结果的评价具有对比性或相关性，即先对受检对象进行无损检测，然后对其进行破坏性检测，再建立两种检测结果之间的相关关系，才有可能对无损检测结果做出较为正确的评价。这一点必须引起足够的重视，否则，如果不做这样的检测对比，则不管检测的灵敏度有多高，所作的评价将没有任何意义。即便如此，由于无损检测受诸多因素的影响，其检测结果仍不一定十分可靠。所幸的是，无损检测方法具有互容性，即对同一受检对象可以采用不同的检测方法。因此，还要采用不同的方法进行检测并综合比较，以提高检测结果的可靠性。鉴于此，每个国家都相应的编制了各种结构或检测方法的检测鉴定标准与规范。

2常用的无损检测技术

2．1回弹法

回弹法是表面硬度法的一种应用，主要通过测定混凝土表面硬度来推定抗压强度。回弹仪由瑞士的E．Schmidt于1948年发明，其原理是用一个弹簧驱动的重锤，通过传力杆弹击混凝土表面，测出重锤的回弹值来推定混凝土强度。英国的Kolek论证了混凝土强度与压痕直径的关系，并用试验验证了回弹值与压痕直径的关系。而现在主要是通过试验归纳直接建立混凝土强度与回弹值之间的经验关系曲线。回弹法在我国的应用始于20世纪50年代，后经大量的研究与实践应用，提出了适合我国实情的测强曲线及技术规程。该方法仪器构造简单、测试方法易于掌握、携带便利、费用低廉、检测效率较高。因而广泛应用于检验混凝土的均匀性、对比混凝土质量是否达到特定要求、初步判断混凝土质量出现问题的区域、推定混凝土的强度。

2．2超声波检测法

超声波是以波的形式在弹性介质中传播的机械波，其频率高于20kHz，具有指向性好、对各种材料的穿透力强等特点，因此能应用于绝大部分材料。Sokolov于20世纪30年代开始了超声波检测的研究，40年代脉冲回波探伤仪器的问世，标志着超声波检测技术的应用成为现实。我国超声波检测技术应用于土木工程领域，始于20世纪50年代从英国引进UCT－2型混凝土超声检测仪。超声波在传播过程中，随着传播距离的增加，其能量将逐渐减弱，即超声波衰减，其衰减程度与材料性质有关，如晶粒大小、缺陷密集程度等等。此外，在两种介质界面超声波将发生反射、透射和散射。因此，这些反射、透射或散射波在一定程度上携带有受检对象厚度、内部缺陷及其所在位置等等信息。再有，超声波在介质中的传播速度(声速)与介质的密度、配比(混凝土材料)等强度因素有关，所以声速又与材料的强度联系在一起。超声波检测技术应用于土木工程，必须解决两个关键问题:超声波的发射和接收(超声换能器);寻找接收信号与检测项目的相关性(数据处理)。国内外学者和工程技术人员为此做了大量研究工作，取得了丰富的研究成果，形成了比较成熟的测试技术，编制了相应的检测鉴定标准与规范。总体上可以概括为以下三个方面:

(1)超声波

的类型和产生超声波技术的发展。目前可以根据需要发射不同类型的超声波如纵波、横波、瑞利波或兰姆波(导波)，而超声波产生技术也由压电陶瓷发展到电磁超声、激光超声、相控阵列、磁致伸缩超声技术［5］。Wardany等用超声瑞利波检测了建成于1959年位于加拿大东部的两个水工混凝土结构近表面的损伤情况，两者使用了不同的混凝土粗骨料材质。李东生等则用超声兰姆波检测了钢筋混凝土结构界面脱粘分层情况，并分析了界面分层长度与兰姆波能量衰减之间的关系。

(2)数据处理与储存方法的发展

早期只是对声速参量进行相关性分析，检测数据也不易存储，随着数字技术、计算机技术的发展，信息数据的存储极为方便，超声成像技术也有了快速发展，并把振幅、频率或波形逐渐纳入相关性数据分析的行列。

(3)检测技术的综合应用

结合其它检测方法对材料、构件或结构厚度、强度、缺陷等进行检测。Kheder等利用纵波超声回弹综合法对混凝土构件强度进行了现场检测。Beatrice等综合超声检测、硬度计、湿度计等方法对那不勒斯的一座建于19世纪初的古老建筑的木屋架构件的刚度、强度、内部缺陷等进行了检测。Machado等则用超声波间接法实现了对营运中的海上木结构构件弯曲刚度和强度的检测。沈先华利用超声波检测技术结合斜率法对某混凝土孔灌注桩缺陷进行了定性与定量评价。周茗如等联合应用超声检测、人工敲击和应变分析法对大型钢管混凝土结构中混凝土与钢管壁粘结情况的检测评价。

2．3声发射法

声发射现象指的是物体因受外力或内应力的作用，在其内部缺陷处将产生应力集中而发生塑性变形，储存大量的应变能，一旦裂纹产生或裂纹扩展，部分应变能就会以瞬时弹性应力波的形式向外释放的现象。因物体内部裂纹的产生或扩展而产生的声发射现象的弹性波频率低，人们就做了大量的工作去研究如何能“听”到这些声发射现象，不仅要能“听”到，而且要能知道在哪个地方发生、原因是什么、什么时间发生、危害有多大?这就是声发射检测。声发射检测起源于20世纪50年代德国凯赛尔的研究，他首先发现金属材料在变形中会产生声发射现象，提出了声发射不可逆效应即凯赛尔效应。随后，其他国家的研究人员进一步探明了塑性变形的声发射机制———位错。1964年，美国率先将声发射检测技术应用于北极星导弹舱的检测并获得成功，此后该项技术得到快速发展。我国于1973年建成第一套声发射试验装置，并先后研制了多种型号的声发射检测仪。直到80年代，随着其它基础性研究和计算机技术的发展，基于小波分析和神经网络的声发射检测技术才得以迅速发展。Rusch于1959年开启了对混凝土声发射信号研究的大门，并指出了混凝土材料凯赛尔效应的极限应力范围。1970年Green对混凝土的弹性模量、泊松比和劈裂抗压强度等进行了声发射实时监测，并提出了可以应用声发射技术对混凝土破坏的全过程实施监测。我国的董毓利等对混凝土受压全过程声发射特性进行了研究，并分析了声发射信号首次产生及其后的强弱与试件应力变化之间的关系。陈兵等依据声发射信号振幅分布特性，将声发射信号划分为不同区段，建立了声发射信号与混凝土内部不同破坏机理之间的关系。如今，声发射已应用于建筑、桥梁等混凝土结构的动态检测和完整性评价，并在市政工程、桥梁、房屋建筑等工程中，声发射技术也已成功地应用于混凝土框架、板的检测。声发射技术不仅在声发射理论及数据处理方面有了大的发展，而且声发射仪也从早期的模拟式单通道声发展到目前的全数字化、全波形的多通道声发射仪。然而，由于混凝土材料自身的复杂性，依然还有很多问题未能解决，如混凝土声发射的机理、声发射信号与混凝土力学参数间的相关性、混凝土的凯赛尔效应等等。

2．4声振检测法

声振检测法是指在外激励作用下受检对象产生机械振动，通过对振动特性参数的分析来评价其力学特性的检测技术。在实际工程应用中，又分化出两种方法:声波反射法(低应变法)和冲击回波法。声波反射法根据检测测量方法的不同也存在不同的应用，但在土木工程中应用较多的是单点激振单点测量的整体响应检测。这种检测方法的检测原理是一维杆应力波理论，因而适用于对棒状结构如梁柱等的检测，土木工程中则多用于对基桩的完整性检测。单点激振单点测量的整体响应检测方法的优点是既经济又简便易行，缺点是:

(1)不能检测出基桩的水平缺陷。

(2)只能对缺陷做出定性的评价，很难做到定量评价。

(3)只能检测等直桩，对变截面桩、扩底桩易引起误判。

(4)数据处理难度大，如降噪和反演分析。另外，这种检测方法应用于对基桩的完整性检测还有几个问题亟需解答:

(1)弥散效应和横向惯性效应

一维应力波理论的边界条件要求弹性应力波波长要大于两倍的杆径及杆的长径比大于5，否则会由于弥散和横向惯性效应而产生三维问题。

(2)桩土相互作用对检测结果影响

一维应力波理论要求杆是自由的，而实际工程中，桩是处于半无限的土体介质中，如果依然用一维应力波理论进行数据分析，检测结果是否可靠。

(3)多处缩径桩的检测

截面的变化，就会引起广义波阻抗的变化，弹性波会在该截面发生反射，所以对多处缩径桩，弹性波就会在缩径截面间来回反射，声振检测技术的另一种应用形式是冲击回波法。1983年美国Cornell大学的Sansalone与美国国家标准局(NIST)的Carino首次提出冲击回波法应用于对混凝土结构的缺陷检测。在1984年的国际混凝土无损检测会议上，加拿大的马尔霍察认为冲击回波法是“最有发展前途的现场检测方法之一”。此后，Sansalone等利用FFT方法进一步将冲击回波法由时域分析转换到频域分析，推进了冲击回波法的应用与发展。如今，冲击回波法已广泛的应用于混凝土和沥青混凝土结构的内部缺陷和厚度探测，特别是扫描式冲击回波测试系统的问世。冲击回波法是一种单面反射检测技术，具有方便、快捷和直观的优点。其检测原理为:在受检结构的表面施加冲击力，以产生瞬态低频应力波(含有纵波、横波和面波)，应力波向结构内部传播，遇到缺陷和外部边界时来回反射，引起结构表面产生相应的微小位移响应，并由安装在表面的拾振器来采集这种响应数据，最后通过对信号的频谱分析(主要是纵波)来测定受检结构的弹性波速或结构厚度。冲击回波法能精确检测厚度在2m以内的混凝土厚度及其内部缺陷(如空洞、蜂窝、离析等)。此外，它还可以检测钢筋混凝土结构保护层厚度、内部缺陷的位置、开放性表面裂缝深度及混凝土强度等。我国对冲击回波法也做了大量的应用研究。如周先雁等用冲击回波法对桥梁箱梁孔道灌浆质量进行了检测，根据P波在钢绞线和空洞处的不同反射特性判断孔道内部是否存在缺陷。傅翔等对隧洞混凝土衬砌厚度进行了冲击回波法测量，并对混凝土的固结灌浆效果和分层浇注黏结质量进行了检测。

2．5红外热成像检测法

20世纪60年代，美国就已经开始对红外热成像技术应用进行研究，20世纪70年代末，红外热成像技术已被用于诊断建筑物的热损耗、屋顶渗水、围墙缺陷以及查找路面的次表面缺陷等。我国在这方面的研究起步较晚，到90年代初才有学者将红外热像诊断技术和土木工程结合起来，对建筑物的热损耗、建筑材料缺陷的探测和建筑外墙施工质量等进行了初步的应用研究［24］。红外线是介于可见红光和微波间的电磁波，它的波长范围在0．76～1000μm之间，而其中只有3～5μm和8～14μm的波段能很好地透过，红外探测仪正是利用这个波段来实现探测。任何高于绝对零度的物体都会辐射红外线，而物体内部存在的裂缝或缺陷会改变物体的热传导，使物体表面的温度分布不均匀。红外热成像技术是借助红外热像仪探测物体各部分辐射的红外线能量，由物体表面的温度场分布情况形成热像图来直观的显示材料、结构物等内部缺陷的一种非接触式的无损检测技术，也被称为红外扫描测试技术。它可以检测出物体内部缺陷的位置，并具有快速、非接触、大面积地扫查检测物表面，而不损伤检测物，且结果直观形象，易于实现自动化和实时观测的优点。红外热像检测应用于土木工程，前景十分广泛，研究的热点集中在对红外热像获取的热源的改进、缺陷深度、大小的定量化研究以及如何把研究成果运用到复杂的实际工程当中，并发展了一些新的技术，如锁相热成像和红外断层成像技术。

2．6雷达检测法

工程探地雷达是用频率介于10～2000MHz的宽频脉冲电磁波来确定工程结构或介质分布的技术。雷达监测的工作原理是利用发射天线向受检体发射宽频带短脉冲形式的电磁波，该电磁波进入介质内部后，经内部界面反射后回到表面，再由接收电线接收回波信号。由于电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度及波形随所通过的介质的电性性质及几何形态发生变化，因此反射回波携带有受检体内部结构信息，就可依据接收到的反射回波的双程走时、幅度、相位等信息对目标介质结构进行准确描述。探地雷达无损探测技术可用于混凝土内部缺陷、钢筋的分布检测，公路工程中路面结构层厚度检测，裂缝和裂缝扩展的识别。其优点是:探地雷达法可迅速对被测结构进行扫描，适用于结构物大面积快速扫测。

2．7其它检测技术

由麦克斯韦的电磁感应理论可知，钢筋混凝土结构中的钢筋能够影响电磁场，因此可以利用磁测法来检测钢筋的位置或混凝土包覆层的厚度。文献介绍了英国相关标准对磁测法的认识:磁测法对配筋少的混凝土构件，能得到满意的结果;而对于配筋多的构件，其它钢筋的影响不能忽略，而当温度低于0℃时，效果相反。相应于磁测法，还有电测法。电测法主要是用来估计现场混凝土中钢筋锈蚀程度和测量混凝土路面厚度的一种无损检测方法。文献还介绍了微波吸收技术。微波是一种电磁波，具有电磁波的反射、衍射和吸收等性质，而水对微波有吸收性，因此被用于测定混凝土的湿度。

3总结与展望

应用于土木工程中的无损检测方法很多，各自都有其优缺点，在选择时要根据场地、条件、材质及施工工艺，并能对缺陷的种类、性质等有充分的估计后，才能选择出合适的检测方法。同样的。对检测结果的评价，要尽量综合更多的信息，要清晰无损检测结果只能作为评定质量或剩余抗力的依据之一，不能仅凭检测结果做出片面的结论。伴随着建筑业的发展，土木工程领域不断面对新结构、新材料和新施工工艺，这给无损检测技术在土木工程中的应用提出新的挑战，概括起来有四个方面:

(1)无损检测理论的发展要适应实际的需要;

(2)绿色、环保、节能;

(3)检测仪器的数字化、智能化;

超声检测技术论文篇5

关键词: 超声波;无损检测;物理模型实验;混凝土强度;混凝土厚度

中图分类号： TU37文献标识码： A

引言

当前对于混凝土结构的厚度以及强度检测而言，大多数施工企业选择的方法还是传统的钻孔取芯手段，利用这种技术手段一方面成本比较高、耗费工时，并且还会造成建筑物表面造成破损，日后还会花费工时和材料进行修补，势必对建筑物的正常使用有所影响，对于当前修建优质混凝土结构的大环境不相符。为了保证混凝土结构在检测过程中的稳定以及安全，进行超声无损检测是很好的技术手段。超声无损检测对混凝土结构强度以及厚度进行必要的试验时，为了保证其结果准确、可靠必须要保证声波能够被准确识别。笔者结合多年的混凝土超声检测经验和技术，首先对超声检测混凝土强度以及厚度的基本原理进行系统的阐述，并且系统整理了可能对检测结果有所影响的一系列因素，最后针对理论基础对混凝土测定强度以及厚度的推导原理进行分析和探讨，以期为行业有所帮助。

一、超声测强、测厚的基本原理

（一）强度检测技术

超声波在混凝土中的传播参数(声速)与混凝土结构的强度之间存在一定的相关性，而通过这样的相关性就可以通过超声波检测得到混凝土强度值。超声波的传播速度越快、混凝土的弹性模量越大,那么混凝土的强度则越高。相关文献已经得到研究成果，通过数学非线性相关模型可以模拟这种相关性。当前主要使用到的相关关系式为：

指数函数方程: fccu=AeBv

幂函数方程: fccu=AvB

抛物线方程: fccu=A+Bv+Cv2

式中: v为超声波在混凝土中的传播速度;fccu为混凝土强度的换算值; A , B , C 为常数。

测试面必须要选择浇筑混凝土的模板侧面，在进行现场混凝土强度检测时,而通常一个测区面积大小为200 ×200mm。而最大间距应该控制在两米之内，对于相邻试件之间。进行试验时选择的测试面必须要保证其干燥无缺陷、清洁平整、无饰面层。被测混凝土表面在进行测试时必须保持其能够与换能器保持很好耦合,这样可以有效保证其试验中声波的损失减少。

（二）声波反射法测量厚度

超声波会在不同界面的分界处形成折射波和反射波，当其从一种固体介质入射到另一种固体介质时。反射系数越大，其声阻抗率相差也就会越大,反射信号就越强。识别出反射波的叠加起始点，从直达波和反射波混杂的接收波中,并且试验测得反射波达到的时间，通过相关计算就可以得到混凝土结构的厚度。通常计算公式为：

式中: H 为混凝土厚度, T 为反射波走时, C 为混凝土中声速, L 为两换能器间距。

二、原材料及配合比对于混凝土的影响

混凝土结构组成材料的不同和差异会对超速波检测强度和厚度有一定的影响，即使是相同材料构成的混凝土结构也会由于其配合比的不同而产生不同的声速。

a. 水泥品种影响.对于超速检测而言，水泥品种所产生的影响没有十分明显的规律性。其中能够掌握的规律可能包含：水泥的磨细度(比表面积) 越大,硅酸三钙的百分含量越高, 声波在其中的传播速度自然也就越大，而混凝土强度也会更加高。对于龄期比较早的混凝土而言，其进行混凝土结构检测时必须要考虑水泥品种所造成的影响，但是对于龄期比较大的混凝土而言则可以基本对水泥品种所造成的影响忽略不计。

b. 超声声速由于矿物细掺料所产生的影响. 目前我国混凝土发展越来越向高性能和高强度的方向发展，而为了得到高性能高强混凝土势必要适当增加一定的矿物细掺料, 这样的掺加方式目前也是很成熟的技术。掺加了矿物等的混凝土其声波曲线表面硅灰提高了超声在混凝土结构中传导的声速值。

c. 粗骨料的粒径、品种和含量对于超速检测所造成的影响.相关研究文献表明，粗骨料的品种以及含量等对于超速侧强曲线并没有造成很大的影响。

d. 砂率对于混凝土超速侧强的影响.对于不同砂率的混凝土结构而言，相关文献研究结果表明，当用单一的指标进行混凝土强度以及厚度检测时会产生百分之十左右的误差。这主要是由于当砂率控制比较合理时，则会使得混凝土结构密实性增加；与此同时，砂率的控制会改变混凝土结构中粗骨料的比重，对于强度和厚度检测虽然不会造成很大影响，但是会使得声速在其中的转播有所影响。

e. 配合比. 对于混凝土结构而言，不同的配合比会使得其超速声速在其中的传播造成很大影响。由于配合比的不同会使得混凝土强度等级差异很大，而不同配合比造成的不同强度混凝土结构则无法很好的与拟合曲线相匹配，而且施工现场的配合比与实际有所差距，因此对于实际工程中的超速测混凝土强度以及厚度会有很大影响。

三、超声测强、测厚发展趋势

对于混凝土施工质量的超声波检测技术方法一方面可以推导得到混凝土结构的厚度以及强度，并且还能够检测内部是否完整、无缺陷、均匀分布。虽然超声检测混凝土有诸多优点，但是要对混凝土结构进行单独的超声检测还需要一定的时间进行相关标准、规程的制定和完善，因此还需要继续对超声法检测混凝土强度和厚度进行深入研究和分析。

a. 超声测强和测厚在高强、高性能混凝土中应用的研究. 目前已经有研究结果表明高性能和高强混凝土也可以用超声波进行相关检测。这主要是由于对于高性能和高强混凝土的配置比较复杂，所包含的组成材料较多，因此对于超声测强必须要对高性能和高强混凝土制定单独的测强曲线。

b. 测试精度可以通过多参数的方式进行提升. 混凝土结构的组成极为复杂，因此当进行超声测强和测厚仅仅只采用一种参数时一定会给混凝土的检测造成很大误差，而采用多参数的方式在很大程度上可以提升混凝土质量的测量精度。

c. 理论指导的必要性. 由于超声波检测混凝土质量的技术手段还处于起步阶段，目前得到的很多推导公式都是在归纳统计的基础上得到的，不具有理论的支撑，因此得到的公式在实际使用中具有很大的盲目性和限制性，当前对于混凝土材料的研究越来越深入，因此已经有相关的理论数据出现，可以更好的指导超声波检测混凝土质量。

结束语

为了保证混凝土结构在检测过程中的稳定以及安全，进行超声无损检测是很好的技术手段。超声无损检测对混凝土结构强度以及厚度进行必要的试验时，为了保证其结果准确、可靠必须要保证声波能够被准确识别。当前超速检测混凝土强度和厚度的技术还有待深入研究，作为工程技术人员，必须要不断努力掌握理论知识，并且在工作中不断积累经验，为行业发展不断增加新动力，切实保证混凝土无损检测技术的健康和可持续发展。

参考文献

[1]刘志存. 混凝土路面厚度的超声波无损检测研究[J ] .宝鸡文理学院学报,2003 ,23 (2) :135 - 138.

[2]虎振宏. 利用超声波检测混凝土强度的研究[J ].平顶山师专学报, 2002, 17 (5) : 59260.

超声检测技术论文篇6

【关键词】 超声； 电烧伤； 组织谐波； 彩色多普勒； 频谱多普勒

电力工业的迅猛发展及用电范围的迅速拓宽虽然为生产生活带来了极大的便利，但是种种原因导致的管理或使用不当，又会引起严重的电烧伤。电烧伤是一种特殊类型的烧伤，约占烧伤患者总数的3%～10%。III度电烧伤是其中程度较为严重的一种烧伤，常见于接触高压电设备的电力人员中，由于电接触时间、电流强度、电流性质、和电流径路等因素的不同，临床上深度电烧伤患者在神经、血管、肌腱、肌肉、骨骼损伤程度和方式上也各不相同[1]。目前，临床对四肢深度电烧伤的创面常采用血管移植及带血管蒂组织瓣移植的方式来恢复组织血供，同时修复创面。因此，在创面修复手术前后外科医师需要了解患肢组织的烧伤深度、累及范围、血管质量及移植组织瓣是否成活等信息。

近年来，组织谐波成像、彩色多普勒血流成像、多普勒频谱成像等一系列超声新技术的出现为临床医师提供了一种准确获取前述信息的手段[1]。上海市电力医院烧伤科从2008年2月开始采用这一无创性检测方法对临床收治的深度电烧伤患者进行手术前后检查，本文即探讨笔者应用超声成像新技术在四肢深度电烧伤患者诊疗中的应用价值，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2008年12月-2010年8月笔者所在科临床收治的III度四肢电烧伤患者共15例，皆为男性，致伤电压380～10万V，平均年龄（31.6±12.8）岁，烧伤总面积范围1.8%～20.0%。共检测患肢28条，其中上肢19条，下肢9条。患者接受手术方案：减张手术3例，清创术15例，截肢6例，组织瓣移植15例。

1.2 检查设备 ALOKA公司α-10型超声检查仪，配备5～12 MHz变频线阵探头，肌肉软组织检查时选用二维组织谐波成像设置，血管检查时选择彩色多普勒及频谱多普勒优化设置，声功率、动态范围、增益、增益补偿、焦点数量及位置等根据患者情况进行个体化调节，以求获得最佳声像图。

1.3 检测时间 （1） 烧伤后3 d内行术前超声检测；（2）术后复查时间点：减张术后2～3 d、1周、2周；清创、截肢（骨）术后1 周、2 周、1个月、3个月；组织瓣移植术后2周、1个月、3个月。

1.4 检测方式 （1）超声检查由一名高年资超声医师全程负责，并由临床医师陪同检查，讨论病情；（2）检查部位：包括创面处（截肢术后除外）、近心端5 cm处、近心端10 cm处；（3）检查内容：观察软组织损伤程度和范围，肌组织是否存在坏死、水肿，并明确范围、肌腱损伤情况、受累血管血流及管壁受损情况，测量流速-时间曲线，并记录血流峰速PSV值，观察波形是否有异常改变。

2 结果

2.1 术前超声检测 （1）组织水肿：声像图表现主要为组织回声普遍增强、与健侧相比组织厚度增加、严重水肿时在皮肤与皮下软组织之间出现不规则的弱回声条带；电烧伤的特殊点在于其软组织损伤通常呈跳跃性、节段性或夹心状改变，超声检查能够很好的反映出来（图1），本次15例患者在术前超声检查时都非常准确地确定了软组织损伤范围，并在手术时得到了证实；（2）肌肉坏死：其主要声像图表现包括肌纤维纹理消失、肌组织内回声强弱不一、严重时肌层间界线消失相互融合（图1）；（3）肌腱损伤：15例患者术前超声检查都未发现肌腱断裂，有3例患者5个肢体发现局部肌腱的肿胀、轻度增厚、回声降低，但肌腱内线状回声尚存、连续性好，此3例在手术时发现肌腱腱膜水肿，但血供尚可，因此予以保留；（4）血管损伤：有7例患者烧伤局部检测到血管内血栓形成，声像图表现为血管内径扩张、管腔内充斥低弱回声团块、彩色及频谱多普勒无法测得血流信号，11例患者烧伤局部血管出现不同程度的损伤，声像图表现为内中膜增厚、水肿、内膜面表面毛糙，部分患者的血流PSV值减低，流速-时间曲线呈单相波或二相波改变（图2）。

图1 肌肉组织损伤坏死之超声图表现

图2 电击伤后血管血流变化及血管壁顺应性改变之超声表现

2.2 术后超声检查 （1）减张术后超声检查：2～3 d开始软组织肿胀程度既有明显改善，1周后软组织回声强度有明显下降，证明组织水肿情况得到改善，2周后皮下水肿情况基本消失。（2）清创、截肢术后超声检查：术后第2周开始的超声随访检查即可发现四肢软组织肿胀明显减轻，组织厚度及回声强度逐步恢复正常，坏死肌肉被清除、肌组织内肌纤维纹理显示清晰、肌层间界限明确，邻近血管内膜增厚情况减轻、血流PSV值有逐步恢复趋势，但血管壁弹性恢复较慢，内中膜毛糙程度无明显改善趋势。（3）组织瓣移植术后超声检查：15例患者都接受了组织瓣移植手术，都获得了成功，连续3次的超声随访发现患者组织瓣内肌组织纹理清晰，供血血管管腔透声好，血流动力学参数都位于正常范围。全部超声检查的汇总结果参见表1。

3 讨论

四肢是电烧伤最易累及的部位，国内外不同文献报道，手腕部作为电流入口的病例占了所有电烧伤病例的80%以上[2-3]，而下肢则较多成为电流出口。以往临床多以创面外观、触诊情况、肢体末梢循环等来判断软组织和血管损伤程度。由于电烧伤具有特殊的夹心、节段、跳跃特点，患者在体表损害较轻的时候往往深部组织损伤可能已经很严重，并且宏观上坏死组织的分界线出现较慢，因此，依靠临床征象及医师经验判断不可避免地存在主观盲目性。医学超声技术的发展为临床医师提供了一种无创、实时检查电烧伤患者软组织和血管情况的影像学方法，既往文献也报道了超声观测电烧伤患者手术前后血管损伤和恢复情况的价值，取得了很大的临床效益[4-6]。

组织谐波成像是一种超声成像新方法，该技术相比普通基波二维成像能减少不必要的声反射、散射、旁瓣等干扰造成的伪像，改善声像图质量，提高诊断的准确性。本文中，笔者对15例患者在术前应用该技术进行的超声检查都获得了质量很高的声像图，对于软组织受损情况、受累范围也做出了准确的判断，并得到了手术的印证。同时笔者还发现声像图上肌纤维纹理的消失是判断肌肉坏死的一个敏感标准，进一步还需要较大样本量的前瞻性临床研究来证实该结论。

多普勒血流成像技术用于电烧伤患者血管损伤情况的评估是一项比较成熟的临床应用，既往也有一些文献进行了相关的研究，本次研究的结论也与既往文献报道的结果是一致的。同时笔者也发现在二维组织谐波成像的基础上结合彩色多普勒血流成像能够对血管壁和血管腔的情况进行更为精确的检测，因为组织谐波技术能够在声像图上最大限度地减少血管腔内混响伪像的出现，同时增强了内中膜显示的分辨率，因此提高了检测的敏感性和准确性。

频谱多普勒应用是一种定量检测血流动力学的方法，一般来说，四肢血管内血流的流速-时间曲线应该是三相波型，这也是一个血管壁弹性良好的间接指标，根据15例重度电烧伤患者的观测结果，笔者发现血管严重受损时，二维声像图上出现内中膜水肿、表面粗糙的表现，而且在流速-时间曲线上会出现典型的单相波型，并且流速相应降低，手术时发现此类血管的弹性往往很差，保留的意义不大，因这些病例均无可导致血管病变之疾病，故考虑其机理可能是电击伤致血管壁严重受损，弹力层纤维不可逆性断裂，由此造成血管壁的弹性下降、管腔容受性降低。

在减张、清创、截肢及组织瓣移植术后应用上述超声检查手段对患肢进行检查同样可以对组织（图3）及血管的恢复情况进行全面评估，从而判断手术效果，其声像图上的异常改变与术前检查是一致的。

综上所述，超声作为一种无创性检测技术，对于重度电烧伤患肢可在手术前后实时、形象、直观地显示组织、血管损伤的形态学及功能学变化，该方法操作简便、快捷、无放射性， 受检者无痛苦且经济实用，重复性好， 因此，具有较高的临床应用价值和较好的临床应用前景。

参考文献

[1] 王雪，罗家旭，张艳，等.电烧伤病人临床流行病学分析[J].中外医疗，2010，13（24）：52-54.

[2] 宋立为，李晓亮，苏庆.医用超声技术在临床的应用[J].医疗卫生装备，2009，4（8）：92-93.

[3] Butler E D，Gant T D.Electrical injuries， with special reference to the upper extremities， A review of 182 cases[J].Am J Surg，1977，29（134）：95-101.

[4] 陈越秀，徐颖，郭振荣，等.超声检测技术在深度电烧伤诊断中的应用[J].中华烧伤杂志，2003，13（19）：38-41.

[5] 陈越秀，徐颖，胡晓娟，等.高分辨率二维超声在深度电烧伤的应用价值[J].中国超声医学杂志，2002，7（6）：69-71.

超声检测技术论文篇7

关键字：建筑结构；检测技术；混泥土

Abstract: with the development of the economy, construction in constant speed up, especially in recent years, the construction is under unprecedented development, will bring on the building structure performance examination also more and more cause the attention of people, in this paper, several common building structure performance inspection technology discussed.

Key word: building structure; The detecting technology; Mixes clay

中图分类号：V448.15+1 文献标识码：A 文章编号：

建筑检测的一个最重要的环节就是建筑结构性能的检查，为了对建筑结构有一个整体的认识，需围绕建筑的实体结构的强度和刚度、稳定性，来对建筑实体进行相应的检查。建筑是人们日常生活的必须品，因而要在安全，适用和耐久性方面具有一定的保障，才能让人们安心的生活，体现其自身的价值。为了提高建筑工程质量，建筑结构性能检查技术的发展将发挥着重大的作用，它可为国家和企业节省很多金钱和精力，也能避免企业在生产安全方面和人民的财产方面不必要的损失。

一、混泥土结构检查技术

在整个房屋建筑工程中的安全性、实用性、经济性，都和混凝土结构工程的质量好坏有直接的联系，混凝土结构检查技术也越来越受到了重视，这些检查项目主要包括混凝土材料检测、构件检测、混凝土强度检测等。

在混凝土材料和构件检测中，为了检查其内部空洞、裂缝深度和完整性（特别是桩基）等缺陷，我们通常采用的是超声波检查技术。其基本原理是采用超声波检测仪，测量超声脉冲波在混凝土的传播速度、首波幅度和接收信号主频率等声学参数，并根据这些参数及相应变化，判定混凝土中的缺陷情况。由于混凝土是一种多项复合材料，均质性较差，对超声脉冲的吸收、散射衰减较大，因此，超声波在所检查的混凝土上传播，当遇到空洞和裂缝等缺陷部位时，超声波振幅和超声波的高频成分发生衰减。当超声波在传播中碰到混凝土的内部缺陷时，由于超声波的绕射、反射和传播路径的复杂变化，不同的叠加会使波形发生畸变。因此超声波正是根据声速、振幅、波形和频率等参数发生变化，来测定混凝土内部缺陷情况。

关于混凝土强度的检查主要有回弹法、超声法和钻芯法等。回弹法是以在混凝土结构或构件上测得的回弹值和碳化深度来评定混凝土结构或构件强度的一种方法，这种方法由于简便、灵活、准确、可靠、快速、经济等特点而倍受工程检查人员的青睐，但这种方法在使用过程中出现较多的操作不规范、随意性大、计算方法不当等问题，检查的精度往往不高；超声法可用于检测混凝土缺陷，也可用于检测混凝土强度。其基本原理就是根据监测到的波速推定混凝土强度。采用超声波测定混凝土强度在实际工程中应用局限性比较大；钻芯法是采用金刚石岩钻探技术和操作工艺，在结构混凝土上钻取芯样以检测混凝土强度和缺陷的一种检测方法，钻芯法是一种比较直观、准确、可靠的一种方法，但由于钻芯法检测费用较高，费时长，且对混凝土会造成局部损伤，因而在没有得到委托方的同意或容易产生严重后果的情况下，最好要慎用这种方法。

二、砌筑结构检查技术

比起混凝土结构检查技术的发展,砌筑结构检查技术的起步要相对晚一些，在技术成熟程度上也比混凝土强度检查略差一些。由于受我国传统结构的影响，目前国内大部分建筑结构仍采取的是砌体结构，这主要是砌体结构在取材方面比较方便，而且还具有保温、隔热、隔音等特点，因而一直被人们广泛使用。但砌体结构也存在很大的缺点，由于砌体承担着建筑物的承载作用，一旦砌体的承载能力不足，就会引起砌体的局部压裂、压碎、剪裂和拉裂等现象，再一砂浆与块体间的粘接力也比较弱，如果受到外界的强力作用，可能会因局部破坏造成整体失稳而倒塌。因而在建筑结构性能检查上，对砌体结构的检查是必不可少的。

砌体结构检查主要是进行抗压和抗剪强度的测定，它包含砖、石、砌块，砂浆等的强度。测定砌体结构的检查方法一般有现场检测法和间接检查法，现场检查法需要从墙体上截取试件，检测的难度大而又比较繁杂，影响的因素较多，且试件一旦被挪动，其强度会受到很大的影响，因而这种检查方法一般应用较少。间接检查法一般是对砌块和砂浆的强度进行测试，然后根据砌体结构设计规范直接确定砌体强度，对砌块强度的检查通常可以从砌体上取样，采取回弹法、取样结合回弹法或钻芯法。

三、钢结构检查技术

与混凝土结构和砌体结构相比，工程建设中钢结构的数量相对较少，钢结构具有以下特点：材质均匀、质量稳定、可靠度高；钢材的强度高，塑性和韧性好，抗冲击和抗振能力强。加上各行各业对钢结构检验方法比较完善，因而在检查技术上一般是通过借鉴和学习其它行业的先进方法，一般通常所采用的方法有：射线检测、超声波检查、磁粉检查、渗透检查、TOFD检测等。射线检测是利用射线（X射线、Y射线、中子射线等）穿过材料或工件时的强度衰减，检测其内部结构不连续性的技术。超声波检查是利用超声波在金属、非金属材料及其工件中传播时，材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响，通过对超声波受到影响程度和状况的探测了解材料性能和结构变化。磁粉检测是利用利用漏磁和合适的检测介质发现材料表面和近表面的不连续性的。渗透检查是利用液体的毛细血管作用，将渗透液渗入固体材料、工件表面开口缺陷处，再通过显像剂渗入的渗透液吸出到表面显示缺陷的存在。TOFD是当超声波遇到诸如裂纹等缺陷时，将在缺陷尖端发生叠加到正常反射波上的衍射波，探头探测到衍射波，可以判定缺陷的大小和深度。

四、建筑结构性能检测技术展望

随着工程技术的发展和检测要求的提高，建筑结构性能检测技术必将得到更广泛的研究。在今后的建筑结构性能检查技术上，更加准确、减少损伤、快捷方便无疑是已有建筑结构检验测试技术改善和提高的发展目标，开发新的检验项目，使检验测试技术更加完善则是这项技术发展的方向。

结语:

建筑结构性能检查将关系到人民生活的保障，因此就需要我们工程技术人员需具备扎实的理论基础，同时还需要制定一套严谨科学的检查方法。让我们一起发挥自身的优势，为努力推进我国建筑结构检查工作而奋斗，为构建社会主义和谐社会共创美好未来。

参考文献：

超声检测技术论文篇8

关键词：非接触；激光 超声；声学特性

中图分类号：TB517 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2012）0120035-01

激光超声检测技术是超声检测的一种新技术，备受国内外的关注。主要是因为激光超声检测技术是一种非接触、宽频带、高空间分辨率及对检测部位的空间位置要求不高的无损检测技术。其特别适用于在高温、高压、有毒等恶劣环境下的无损检测以及对薄膜物理特性的检测。激光激发超声中有纵波、横波和表面波等多种波形。表面波对于表面以及近表面缺陷特别敏感，而且表面波具有不色散、不易衰减等特征。

1 激光超声的激发机理

激光超声，就是用高功率的脉冲激光轰击试样表面，激光光束能量转换成热能，从而产生了局部温度的变化，由于热胀冷缩的作用就在试样中形成了弹性应力波，也叫超声波。根据入射激光光功率密度和材料的表面条件的分类，激光超声激发机制主要包括：热弹性机制和烧蚀机制。

1.1 热弹性机制

当入射脉冲激光的功率密度低于试样表面的损伤阈时，这样不足使工件表面融化，试样表面吸收的部分电磁能转化成热能，致使试样局部表面的温度迅速升高，从而引起试样的热膨胀，即工件发生了形变。由于入射激光是脉冲的，热弹性膨胀也是周期性的，即产生了周期变化的超声波。

当金属表面为自由状态时，有表面体积膨胀产生的应力将平行于固体的表面，该应力源在理论上相当于时域阶跃函数H（t），因此热弹性机制可以激发横波、纵波和表面波。热弹性机制，激发的激光能量比较低，还没有对工件表面造成损伤，因此热弹性机制下的激光超声检测技术可以认为是一种无损检测技术。

1.2 烧蚀机制

当入射脉冲激光的功率密度逐渐增大直至达到试样表面的损伤阈时，试样表面的温度急剧升高达到材料的熔点，产生烧蚀现象。此时工件表面材料融化、汽化甚至形成等离子体而产生一种垂直与表面的作用力，从而激发超声波。

虽然烧蚀机制光声的转化效率较高，甚至可以达到热弹性机制的4倍，但会对工件表面造成0.3μm的损伤。这样就限制了烧蚀机制的应用，而且通常烧蚀机制只是用来产生纵波。综上所述，本文的研究都是基于热弹性机制下的研究。

2 试验设备及试样

本试验采用的是北京镭宝的Tolar-1053型半导体泵浦固体激光器来激发超声波，使用bossa nova的TEMPO-2D干涉仪接收，通过示波器显示并存储数据。

试验原理图、示意图分别如图1、图2所示。通过改变激发点和接收点之间的距离L的大小，分析激光超声表面波在7075平板中得声学特性。

图3是激光激发点与接收点距离为8、6、4、2mm时，接收的数据图形。第一个波峰记录时间原点，第二波峰为表面波波峰。各点渡越时间和振幅如表1所示。

声学特性包括波形、振幅和指向性。激光超声表面波的波形都是单极性而且是负向单极性的。表面波的振幅随着距离的增加成递减的趋势。本文表面波的指向性不做分析。

4 结束语

本文介绍了激光超声检测技术的特点，并测试了激光所激发的声表面在在7075材料中的传播特性。将激光超声检查技术应用于生产实践，还需要更深入的研究、更多专业科研人员的合作。激光超声检测技术的发展前景是值得期待的。

参考文献：

[1]苏琨、任大海，激光致声技术的研究，光电工程，2002，29（5）：68—69.

[2]何存福，激光超声技术及其应用研究，清华大学，1995.

[3]Knopoff L.surface motions of a thick plate，J.Appl.Phys.29（4），April 1958：661—670.

超声检测技术论文篇9

关键词：激光超声；热弹效应；无损检测

中图分类号：TG441 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）26-0010-03

目前，管道与管件缺陷的检测技术主要有X射线照相法、超声波检测法、磁粉检测法、渗透检测法和电磁感应检测法，其中超声波检测法不受材料、厚度与几何形状的限制，随着新型超声传感器技术、自动化控制技术、现代计算机技术与图像处理技术的发展，超声检测也逐渐进入自动化检测时代。这样就能检测出缺陷的大小和形状，获得缺陷永久记录。传统的射线检测对人体有伤害，需要添加探伤人员的安全防护措施。另外，射线探伤设备不仅投资大，而且体积庞大，含有检测结果的底片不易携带，对于人体辐射很大。液浸法检测需要将被检件置于水槽中或在工件与探头之间喷水流，因此在很多场合应用不方便。

为克服传统超声检测的不足，利用激光激发超声波来检测使一门新兴技术——激光超声检测技术应运而生。激光超声检测技术具有非接触式检测、远距离操作、抗干扰能力强、空间分辨率高、可检测不规则表面及用于操作空间受限的场合、快速实时、可在恶劣工况下使用等优点，目前已逐渐成为无损检测的重要手段。

1 超声激励技术研究

超声激励技术：激光超声的产生机理一般有热弹效应、烧蚀效应、辐射压力、电致伸缩、介质击穿和汽化膨胀等类型。但在实际应用中主要考虑热弹与烧蚀两种方式激发超声波。热弹效应是在入射激光功率密度低于材料表面的损伤阈值（金属材料一般为107W/cm2），不会使材料发生熔化和烧蚀，材料表层吸收了入射激光的能量并转化为热量，引起热膨胀而产生表面的切向应力。热弹效应对材料表面无损伤，并且能产生各种波形，应用最为广泛。

2 激光超声管件焊缝缺陷检测方案设计

1.Nd∶YAG激光器 2.分束镜 3.凸透镜或柱面透镜 4.样品 5.放大器 6.示波器 7.控制卡 8.光电二极管 9.计算机 10.纵横电机 11.横向电机 12.纵向固定板 13.PVDF压电薄膜 14.钨棒 15.特氟龙胶 16.金属装置外壳 17.横向移动滑块 18.纵向丝杆 19.横向固定底板 20.纵向固定底板 21.横向丝杆 22.Ⅰ横向固定板 23.Ⅱ横向固定板 24.纵向移动滑块

图2 激光超声缺陷检测系统

利用PVDF传感器检测激光声表面波的实验系统如图2所示。波长1064nm、脉宽10ns的Nd∶YAG脉冲激光通过柱面镜聚焦成线光源投射到样品表面激发声表面波。实验触发信号是通过光电二极管（上升时间为lOOps）获取脉冲激光经分光镜反射的散射光来实现。将PVDF传感器固定在二维精密平移台上，并使刀劈沿声表面波传播方向放置。通过计算机控制横向电机11，横向移动滑块17在横向丝杆21上移动，从而使PVDF传感器在试块表面横向移动，移动范围在两个横向固定板22-23内。通过计算机控制纵向电机，纵向移动滑块24在纵向丝杆18上移动，移动范围在12-17内，通过纵向移动可以控制PVDF传感器在样品纵向移动，从而实现对样品表面的扫描。当脉冲激光在样品表面激发声表面波时，声表面波沿表面传至探测点位置，由于声扰动会导致材料表面发生微小形变，对PVDF薄膜产生机械应力，通过PVDF薄膜转换为电荷信号，再经前置放大器放大，接入至OTDS3054B数字示波器采集超声

信号。

3 实验数据分析

采用数据采集卡采样频率100M/S，采用连续采集方式，并对同时采集三路数据。

在离焊缝10mm处，固定激光激发点，并且在焊缝的同一侧平行于管道的中心轴且远离焊缝的方向进行移动检测点，每次移动距离20mm。

4 结语

通过管道数学模型的建立，对激光热弹的效应进行了理论分析，并对激光超声管件焊缝缺陷检测方案进行了设计。通过实际试验得到如下结论：在激光脉冲激发超声后，超声在被测物件中传播时，损耗较大，并伴随有频移、频散现象发生，在超声被激发的200mm距离内可以进行超声检测，距离增加后基本上由于信噪比变小，但可以检测到超声信号，信号幅度随检测点距离增加呈线性减小，信号的频率基本在9～10MHz左右。通过试验分析可以得出：利用激光激励超声波来检测管道焊缝缺陷方法具有可行性。

参考文献

[1] White R.M.Generation of elastic waves by transient surface heating[J].J.Appl，1963，34：3559-3567.

[2] S.A.Ramsden，and P.Savic.Natrure，1964，203：1217-1220.

[3] R.L.wellman.1980 Harry Diamond Laboratory Report.HDl-Tr-1902.

[4] 应崇福.超声学[M].北京：科学出版社，1993.

[5] 袁易全，陈思忠.近代超声原理与应用[M].南京：南京大学出版社，1996.

[6] 沈中华.薄膜-基片中的激光超声研究[J].声学学报，2002，27（3）：203-208.

[7] X.M.Wu ang M.L.Qian.Simulation of the finite element method on wave propagation in cylinders.Progress in Natural sience，2001，11：265-268.

[8] L.R.F.Rose，J.Acoust，Soc.Am.1984，75：723.

[9] 杜功焕，等.声学基础[M].南京：南京大学出版社，2001：532-537.

[10] 曾宪林，等.激光超声技术及其在无损检测中的应用

超声检测技术论文篇10

[关键词]混凝土 无损检测 模拟试验 数字化视频 教学设计 教学效果

[中图分类号] TU528 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2014）16-0117-02

混凝土无损检测技术是指在不破坏混凝土结构构件条件下，在混凝土结构构件原位上对其强度和缺陷进行直接定量检测的技术。无损检测技术不仅具有非破损、原位检测等特性，且简便易行、快速高效，是在建筑物原位上获得其真实质量的唯一途径，也是土木工程检测的实用技术和提高建筑物质量的保证。无损检测技术在土木工程中的应用一直受到国家和科技工作者的高度重视。

同济大学材料科学与工程学院已开设“材料检测技术”课程三十余年，该课程以混凝土建筑物无损检测技术为主要内容，不断地探索无损检测的教学方法，以培养从事无损检测相关技术的人才。然而，长期以来，由于我国的教育重理论、轻实践，导致技术创新型高层次人才缺乏。培养宽专业、厚基础、强能力的人才，提升学生的动手能力和创新能力是亟待研究的课题。[1] [2] [3] [4]

本论文针对这门课程讲授过程中的实践性教学，详细介绍了混凝土缺陷模拟的试验教学设计与实施过程，论述了采用数字化视频及先进专用教学仪器在无损检测实践性教学中的优势，并总结混凝土无损检测实践性教学的相关成效，以期为强化学生理论知识、培养学生专业技能及实践能力提供参考。

一、混凝土缺陷模拟的无损检测试验教学设计

混凝土缺陷是指破坏混凝土的连续性和完整性，并在一定程度上降低混凝土的强度和耐久性的不密实区、空洞、裂缝或夹杂泥沙、杂物等。当混凝土的组成材料、工艺条件、内部质量及测试距离一定时，各测点超声传播速度、首波幅度和接收信号主频率等声学参数一般无明显差异；如果某部分混凝土存在空洞、不密实或裂缝等缺陷，破坏了混凝土的整体性，通过该处的超声波与无缺陷混凝土的相比较，声时、波幅等接收信号会产生明显变化。[5]

混凝土缺陷模拟的无损检测试验教学设计，即在实验室条件下，模拟工程现场建筑物中的混凝土构件缺陷，以达到超声波检测混凝土缺陷的实践性教学目的。本试验主要针对混凝土中空洞、分层、钢筋位置及裂缝等问题，设计成型有缺陷的混凝土试块。学生可以采用超声仪对所设计的混凝土进行实测，获得混凝土的声速、波幅和波形的信息，以推断和检查混凝土结构内部的空洞、裂缝及其他缺陷的位置等，增强学生的动手实践能力。

（一）混凝土内部缺陷检测

混凝土内部缺陷检测试验设计成型混凝土试块，试件尺寸为200mm×200mm×200mm，将试件分为ABCD四部分[如图1（a）]，浇捣试件时按设计要求在“A”处放置好了一块均质泡沫，近似模拟空气空洞缺陷。超声脉冲波在混凝土中遇到缺陷时产生绕射，可根据声时及声程的变化，判别和计算缺陷的大小。用对测法检测混凝土试块，比较A、B、C、D四个位置的声时和波幅，从而可以确定缺陷的部位。

（二）混凝土分层的检测

混凝土分层检测试验设计成型混凝土试件，试件尺寸为150mm×150mm×150mm，将试件设计为a、b两层[如图1（b）]，浇捣试件时按设计a层为多砂浆少石子层，b层为多石子少砂浆层，以此来近似模拟混凝土的分层。采用对测法（等幅检测）检测混凝土试块，分别比较a层和b层的声时和波幅，从而可以判定砂浆层及混凝土层。

（三）混凝土中钢筋位置的检测

混凝土中钢筋位置的检测试验设计成型混凝土试件，试件尺寸为150mm×150mm×150mm，将试件依次划分为1-9九部分[如图1（c）]，浇捣试件时按设计要求在“1”处埋入一小段钢筋，以此来近似模拟检测超声波在钢筋混凝土中的变化。用对测法测混凝土试块，依次检测“1”-“9”测点，当发现钢筋位置时，在其左右移动换能器，观测声通路通过钢筋及附近时的首波波形变化，以此可检测出钢筋的位置。

（四）混凝土裂缝深度的检测

混凝土裂缝深度的检测试验设计制作混凝土试件一块，试件尺寸为100mm×100mm×400mm，并在试件中间预留50mm深的缝隙，以此来近似模拟混凝土中的裂缝[如图1（d）]。利用平测法，根据首波反向“临界点”来判断裂缝的深度。

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图1 混凝土缺陷模拟试件及示意图

二、数字化视频及教学专用仪器的应用

数字化视频教学及专用教学仪器的引入直观性强，能够突出要点，且有助于学生对概念的理解和方法的掌握。采用数字化视频教学能够图文声像并茂，多角度调动学生的情绪，吸引学生的注意力，提高学生的兴趣。

以回弹法为例，由于回弹仪的主要机芯零部件隐藏在回弹仪机壳体中，其实际工作原理，学生难以理解。如果在课堂教学过程中，采用数字化视频教学，播放拆卸与安装回弹仪的教学视频以及回弹仪在实际工程中的使用及检测过程的视频，并组织学生在实验室亲自动手拆卸与组装回弹仪，就可以极大地帮助学生理解回弹仪的工作原理，熟悉回弹仪的内部构造，掌握回弹仪的拆装技术及其维护保养的基本常识。此外，还可以采用教学专用透明回弹仪，由于回弹仪机壳透明，这样，在回弹仪工作的过程中，其工作原理即可一目了然。

通过多媒体视频教学实现了对传统教学方法的有益补充，并通过对真实情景的再现和模拟，使学生能够将理论与实践结合起来，加深了学生对理论知识的认识，有利于突破传统教学中的难点，并克服传统教学重理论、轻实践的弊端。同时，多媒体视频教学还具有信息量大、容量大的特性，能够节约空间和时间，提高教学效率。

三、混凝土无损检测技术实践性教学成效

（一）提高了操作技能

通过实践性教学环节和数字化视频教学，让学生在实践中理解了仪器的工作原理，熟悉了回弹仪的基本构造，掌握了回弹仪的拆装技术及维护保养的基本常识。通过混凝土缺陷模拟的超声波检测试验，学生掌握了超声波检测仪的使用操作方法，并模拟工程现场测定了混凝土缺陷对混凝土超声参数（声速、波幅、波形等）的影响，最终能够用声速、波幅及波形等超声参数的变化综合分析混凝土的质量状况。

（二）提高了团队意识

试验的完成需要同组中每个同学的相互配合，只有每个同学都能够独立自主地完成试验中自己所负责的部分，然后配合同组中的其他同学，才能使整个试验过程得以顺利进行。实践性教学活动的开展既增强了学生的责任心，又培养了学生的团结协作精神。

（三）创新了教学方法

在混凝土无损检测技术的教学过程中，引入数字化视频教学方法，创新性地模拟工程现场设计实践性教学方案，创新了教学方法。对于学生而言，能够将课堂上的理论知识与现场实际操作相对应，加深了对理论知识的理解，提高了教学效率，达到了理论与实践相结合的目标。

四、结论

由于工程建设的实际需要，混凝土无损检测技术始终具有较强的生命力。我们可以预料，随着科学技术的发展和工程建设规模的不断扩大，无损检测技术将会不断地更新以适应工程需要，其发展前景是广阔的。在混凝土无损检测技术的教学过程中，创新性地开展实践性教学活动，强化了学生对无损检测技术理论知识的理解，采用理论与实践相结合的教学方法，提高了学生的实践操作技能，有利于无损检测技术人才的培养。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 郭晓潞，施惠生.建筑材料制备工艺实践性教学初探[J].中国建设教育，2012（1）：77-79.

[2] 张科强，杨波.混凝土的无损检测方法及其新发展[J].混凝土，2007（5）：99-101.

[3] 孙从广.混凝土无损检测技术浅析[J].科技资讯，2012（20）：60.