❶ 实验室超声波主要用在什么仪器
超声波清洗机具备超声波清洗应用的工况外,主要针对用于实验室、生物化学、微生内物学、药理学容、物理学、动物学、农学、食品、制药等行业专用器具的清洗以及分析对象的样品前处理、破碎、乳化、分散、助溶、提取萃取、消泡脱气、加速化学反应、纳米制备等,同时适合高精密零件的高洁净度清洗工况应用。
❷ 什么是超声波检查,特点和应用范围是什么
【知识概述】超声波用于医学诊断已有近50年历史。在50年代早期以应用A型超声示波仪为主。在荧光屏上无真实图象,仅仅表示出被检部位各层次的反射波。现代电子工程技术的发展,为医学领域提供了大量先进而有效的诊断仪器,其中B型超声显像仪(简称B超)就是其中的佼佼者。
【综合特点】其优点如下:
1能清晰显示人体软组织解剖结构的剖面,检查部位的剖面前后结构在荧光屏上不重叠,其中血管走向清晰可见。
2可直接观察内脏器官的活动状态。
3可观察用X射线诊断法难以检查的软组织脏器。如眼、腮腺、甲状腺、乳腺、心、肝、胆、脾、胰、肾、膀胱、前列腺、睾丸、子宫、卵巢、胎儿、输尿管上段、较大血管、肿大的淋巴结等。还有胸、腹水也可清楚测查。
4无损伤性、操作方便。病人取卧位或坐位,暴露检查部位,医生用一方形或柱形探头,在体表涂些接触剂就可检查。一般10分钟就能完成检查。当场取得检查报告。必要时可拍摄1分钟成像照片,作为资料保存或复诊时参考。
5价廉。目前与X射线检查法收费相近,比CT收费低15~20倍。
6诊断较准确。对病灶的定位和大小测量比较准确。例如实性占位性病变最小可测1~15厘米,对含液的囊性病灶最小可测05~10厘米。
【应用范围】B超最适合于检查某些妇产科、外科和心脏疾病。现归纳如下。
1占位性病变。可区分囊性或实质性包块。尤其对襄性肿物判断更准确。对良、恶性肿物鉴别的准确性还不能令人满意。
2某些心脏疾病。如先天性心脏病、心A膜病。还司测与心脏有关的功能指标。尤其近些年国外推出可显示血流力的彩色多普勒显像仪后,对诊断上述二类心脏病更为准确。
3结石。可查出胆结石、肝内外胆管结石、肾和膀胱结石等。其中尤以诊断胆结石的准确率最高,可达98%,且无阴性结石。而X射线检查有阴性结石,即有的结石不显影,推确率仅10~30%。
4产科。在超声显像图上可看到6周胎儿的心跳。有否心跳对有先兆流产的孕妇采取保胎或手术有决定意义。另外还可对胎儿或胎盘定位、测量羊水、是否葡萄胎、有否明显畸形、双胎或单胎。对辨别胎儿性别则不很准确。
5定位穿刺。对局部囊肿、血肿、脓肿、实质性肿物可在超声引导下作穿刺抽吸或取材作细胞学检查。
【补充说明】B超也不是万能的。对一些弥漫性疾病不能作出准确诊断。如肝炎、肾炎、盆腔炎、轻度胆囊炎等。这些病要靠临床表现,有关化验或其他方法作综合分析。
B超检查不适用于骨或含气脏器的检查,如肺、胃、肠等。因为超声很难透过骨或气体。但近年来不少开拓者对这些禁区作了探查,对较大的明显的病灶可以发现,但要做到早期发现、早期诊断还较困难,尚待进一步探讨。
❸ 超声波运用于哪些地方
超声效应已广泛用于实际,主要有如下几方面:
①超声检验
超声波的波长比一般声波要短,具有较好的方向性,而且能透过不透明物质,这一特性已被广泛用于超声波探伤、测厚、测距、遥控和超声成像技术。超声成像是利用超声波呈现不透明物内部形象的技术。把从换能器发出的超声波经声透镜聚焦在不透明试样上,从试样透出的超声波携带了被照部位的信息(如对声波的反射、吸收和散射的能力),经声透镜汇聚在压电接收器上,所得电信号输入放大器,利用扫描系统可把不透明试样的形象显示在荧光屏上。上述装置称为超声显微镜。超声成像技术已在医疗检查方面获得普遍应用,在微电子器件制造业中用来对大规模集成电路进行检查,在材料科学中用来显示合金中不同组分的区域和晶粒间界等。声全息术是利用超声波的干涉原理记录和重现不透明物的立体图像的声成像技术,其原理与光波的全息术基本相同,只是记录手段不同而已(见全息术)。用同一超声信号源激励两个放置在液体中的换能器,它们分别发射两束相干的超声波:一束透过被研究的物体后成为物波,另一束作为参考波。物波和参考波在液面上相干叠加形成声全息图,用激光束照射声全息图,利用激光在声全息图上反射时产生的衍射效应而获得物的重现像,通常用摄像机和电视机作实时观察。
②超声处理
利用超声的机械作用、空化作用、热效应和化学效应,可进行超声焊接、钻孔、固体的粉碎、乳化 、脱气、除尘、去锅垢、清洗、灭菌、促进化学反应和进行生物学研究等,在工矿业、农业、医疗等各个部门获得了广泛应用。
③基础研究
超声波作用于介质后,在介质中产生声弛豫过程,声弛豫过程伴随着能量在分子各自电度间的输运过程,并在宏观上表现出对声波的吸收(见声波)。通过物质对超声的吸收规律可探索物质的特性和结构,这方面的研究构成了分子声学这一声学分支。普通声波的波长远大于固体中的原子间距,在此条件下固体可当作连续介质。但对频率在1012赫以上的 特超声波 ,波长可与固体中的原子间距相比拟,此时必须把固体当作是具有空间周期性的点阵结构。点阵振动的能量是量子化的 ,称为声子(见固体物理学)。特超声对固体的作用可归结为特超声与热声子、电子、光子和各种准粒子的相互作用。对固体中特超声的产生、检测和传播规律的研究,以及量子液体——液态氦中声现象的研究构成了近代声学的新领域。
声波是属于声音的类别之一,属于机械波,声波是指人耳能感受到的一种纵波,其频率范围为16Hz-20KHz。当声波的频率低于20Hz时就叫做次声波,高于20KHz则称为超声波声波。
超声波具有如下特性:
1) 超声波可在气体、液体、固体、固熔体等介质中有效传播。
2) 超声波可传递很强的能量。
3) 超声波会产生反射、干涉、叠加和共振现象。
4) 超声波在液体介质中传播时,可在界面上产生强烈的冲击和空化现象。
超声波是声波大家族中的一员。 声波是物体机械振动状态(或能量)的传播形式。所谓振动是指物质的质点在其平衡位置附近进行的往返运动。譬如,鼓面经敲击后,它就上下振动,这种振动状态通过空气媒质向四面八方传播,这便是声波。
超声波是指振动频率大于20KHz以上的,人在自然环境下无法听到和感受到的声波。
超声波治疗的概念:
超声治疗学是超声医学的重要组成部分。超声治疗时将超声波能量作用于人体病变部位,以达到治疗疾患和促进机体康复的目的。
在全球,超声波广泛运用于诊断学、治疗学、工程学、生物学等领域。赛福瑞家用超声治疗机属于超声波治疗学的运用范畴。
(一)工程学方面的应用:水下定位与通讯、地下资源勘查等。
(二)生物学方面的应用:剪切大分子、生物工程及处理种子等。
(三)诊断学方面的应用:A型、B型、M型、D型、双功及彩超等。
(四)治疗学方面的应用:理疗、治癌、外科、体外碎石、牙科等。
超声波应用有医学,军事,工业。
医学:超声波美容,b超,碎胆石,洗牙,清除牙结石等。
军事:检测超声在军事中的应用有雷达定位等
工业:超声波探测,超声波焊接(塑胶和金属),超声波清洗等。
我在超声波焊接领域工作,有什么不懂的可以继续问我。
参考:http://ke..com/view/32371.htm
❹ 超声波可以用于哪些地方
超声技术是一门以物理、电子、机械及材料学为基础的通用技术之一.超声技术是通过超声波产生、传播及接收的物理过程而完成的.超声波具有聚束、定向及反射、透射等特性.按超声振动幅射大小不同大致可分为: 1、用超声波使物体或物性变化的功率应用称功率超声,例如:在液体中发生足够大的能量,产生空化作用,能用于清洗、乳化. 2、用超声波得到若干信息,获得通信应用,称检测超声,例如:用超声波在介质中的脉冲反射对物体进行厚度测试称超声测厚. 超声波清洗及应用: 超声波测厚及应用 在工业领域中超声波测厚是一门成熟的高新技术,它的最大优点是检测安全、可靠及精度高,而且它可以巡回在运行状态进行检测.超声测厚仪按工作原理分:有共振法、干涉法及脉冲反射法等. 几种,由于脉冲反射法并不涉及共振机理,与被测物表面的光洁度关系不密切,所以超声波脉冲法测厚仪是最受用户欢迎的一种仪表. 超声波测厚仪主要有主机和探头两部分组成.主机电路包括发射电路、接收电路、计数显示电路三部分,由发射电路产生的高压冲击波激励探头,产生超声发射脉冲波,脉冲波经介质介面反射后被接收电路接收,通过单片机计数处理后,经液晶显示器显示厚度数值,它主要根据声波在试样中的传播速度乘以通过试样的时间的一半而得到试样的厚度.
❺ 超声波用于哪儿
1.超声波简介
声波是一种机械波。声的发生是由于发声体的机械振动,引起周围弹性介质中质点的振动由近及远的传播,这就是声波。人耳所能听闻的声波其频率在20~20000Hz之间,频率在20~20000Hz以外的声波不能引起声音的感觉。频率超过20000Hz的叫做超声波,频率低于20Hz的叫做次声波。超声波的频率可以高达911Hz,而次声波的频率可以低达9-8Hz。
2.超声波传感器
一般超声波传感器运用压电效应原理。
(1)发生器:压电式超声波发生器是利用压电晶体的电致伸缩现象制成的。常用的压电材料为石英晶体、压电陶瓷锆钛酸铅等。在压电材料切片上施加交变电压,使它产生电致伸缩振动,而产生超声波。
(1)接收器: 当超声波作用到压电晶体片上时,使晶片伸缩,则在晶片的两个界面上产生交变电荷。这种电荷先被转换成电压,经过放大后送到测量电路,最后记录或显示出结果。它的结构和超声波发生器基本相同,有时就用同一个超声波发生器兼做超声波接收器。
3.应用于弹性模量测量
在各向同性的固体材料中,根据应力和应变满足的虎克定律,可以求得超声波传播的特征方程。(当介质中质点振动方向与超声波的传播方向一致时,称为纵波;当介质中质点振动方向与超声波的传播方向垂直时,称为横波。在气体介质中,声波只是纵波。在固体介质内部,超声波可以按纵波或横波两种波型传播。)
对于同一种材料,其纵波波速和横波波速的大小一般不同,但它们都由弹性介质的密度、杨氏模量和泊松比等弹性参数决定。相反,利用超声波速度可以测量材料有关的弹性常数。(固体在外力作用下,其长度沿力的方向产生变形,变形时的应力与应变之比就定义为杨氏模量,一般用E表示。 固体在应力作用下,沿纵向有一正应变(伸长),沿横向就将有一个负应变(缩短),横向应变与纵向应变之比被定义为泊松比。)
4.超声波探伤
对高频超声波,由于它的波长短,不易产生绕射,碰到杂质或分界面就会有明显的反射,而且方向性好,能成为射线而定向传播;在液体、固体中衰减小,穿透本领大。这些特性使得超声波成为无损探伤方面的重要工具。
(1)穿透法探伤 穿透法探伤是根据超声波穿透工件后的能量变化状况,来判别工件内部质量的方法。穿透法用两个探头,置于工件相对面,一个发射超声波,一个接收超声波。发射波可以是连续波,也可以是脉冲。在探测中,当工件内无缺陷时,接收能量大,仪表指示值大;当工件内有缺陷时,因部分能量被反射,接收能量小,仪表指示值小。根据这个变化,就可以把工件内部缺陷检测出来。
(2) 反射法探伤 反射法探伤是以超声波在工件中反射情况的不同,来探测缺陷的方法。以一次底波为依据进行探伤的方法。高频脉冲发生器产生的脉冲(发射波)加在探头上,激励压电晶体振荡,使之产生超声波。超声波以一定的速度向工件内部传播。一部分超声波遇到缺陷F时反射回来;另一部分超声波继续传至工件底面,也反射回来。由缺陷及底面反射回来的超声波被探头接收时,又变为电脉冲。 通过分析计算得到损伤情况。
5.超声波测液位
超声波测液位是利用回声原理进行工作的,当超声波探头向液面发射短促的超声脉冲,探头接收到从液面反射回来的回音脉冲。只要知道超声波的速度,通过精确测量时间的方法,就可以测量出距离。
超声波速度在各种不同的液体中是不同的;即使在同一种液体中,由于温度和压力的不同,其值也是不同的。因为液体中有其他成分的存在及温度的不均匀都会使超声波速度发生变化,引起测量的误差,故在精密测量时,要考虑采取补偿措施。利用这种方法也可以测量料位。
6.超声波测厚度
在超声波测厚技术中,应用较为广泛的是脉冲回波法。
脉冲回波法测量工件厚度原理,主要是测量超声波脉冲通过工件所需的时间间隔,然后根据超声波脉冲在工件中传播的速度求出工件的厚度。超声波发生器产生的超声脉冲进入工件后,被底面反射回来,并由一个超声波发生器接收。测出发射脉冲和接受脉冲的时间间隔,已知波速的情况下可以算出试件的厚度。
超声波检测技术在混凝土结构检测中的应用
前 言
超声法测强采用单一声速参数推定混凝土强度。当影响因素控制不严时,精度不如多因素综合法,但在某些无法测量回弹值及其他参数的结构或构件(如基桩、钢管混凝土等)中,超声法仍有其特殊的适应性。
1 超声波检测技术分析
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验并推定其实际的强度;重复或复核检测方便,重复性良好[1];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[2]。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。
2 测量参数
混凝土超声检测目前主要是采用所谓“穿透法”,即用发射换能器重复发射超声脉冲波,让超声波在所检测的混凝土中传播,然后由接收换能器接收。被接收到的超声波转化为电信号后再经超声仪放大显示在示波屏上,用超声仪测量直接收到的超声信号的声学参数。当超声波经混凝土中传播后,它将携带有关混凝土材料性能、内部结构及其组成的信息。准确测定这些声学参数的大小及变化,可以推断混凝土的性能内部结构及其组成情况。
2.1声速
声速即超声波在混凝土中传播的速度。它是混凝土超声检测中一个主要参数。混凝土的声速与混凝土的弹性性质有关,也与混凝土内部结构(孔隙、材料组成)有关。不同组成的混凝土,其声速各不相同。一般说来,弹性模量越高,内部越是致密,其声速也越高。而混凝土的强度也与它的弹性模量、它的孔隙率(密实性)有密切关系。因此,对于同种材料与配合比的混凝土,强度越高,其声速也越高。若混凝土内部有缺陷(孔洞、蜂窝体),则该处混凝土的声速将比正常部位低。当超声波穿过裂缝而传播时,所测得的声速也将比无裂缝处声速有所降低。总之,混凝土声速值能反映混凝土的性能及其内部情况。
2.2振幅
接收波振幅通常指首波,即第一个波前半周的幅值,接收波的振幅与接收换能器处被测介质超声声压成正比,所以接收波振幅值反映了接收到的声波的强弱。在发射出的超声波强度一定的情况下,振幅值的大小反映了超声波在混凝土中衰弱的情况。而超声波的衰减情况又反映了混凝土粘塑性能。混凝土是弹粘塑性体,其强度不仅和弹性性能有关,也和其粘塑性能有关,因此,衰减大小,即振幅高低也能在一定程度反映混凝土的强度。对于内部有缺陷或裂缝的混凝土,由于缺陷、裂缝使超声波反向或绕射,振幅也将明显减小,因此,振幅值也是判断缺陷与裂缝的重要指标。由于振幅值的大小还取决于仪器设备性能、所处的状态,耦合状况以及测距的大小,所以很难有统一的度量标准,目前只是作为同条件(同一仪器、同一状态、同一测距)下相对比较用[3]。
2.3频率
如前所述,在超声检测中,由电脉冲激发出的声脉冲信号是复频超声脉冲波。它包含了一系列不同频率成分的余弦波分量。这种含有各种频率成分的超声波在传播过程中,高频成分首先衰减(被吸收、散射)。因此,可以把混凝土看作是一种类似高频滤器的介质。超声波愈往前传播,其所包含的高频分量愈少,则主频率也逐渐下降。这已为不同测距的试验及频谱分析结果充分证实。主频率下降的多少除与传播距离有关外,主要取决于混凝土本身的性质(质量、强度)和内部是否存在缺陷、裂缝等。因此,测量超声波通过混凝土后频率的变化可以判断混凝土质量和内部缺陷、裂缝等情况。
要准确细致地测量和分析接收波各频率成分变化,须采用频谱分析的途径,这需要对波形采样后送入计算机,进行快速傅利叶变换(FFT),获得频谱图。目前的数字式超声仪具有这一功能。下面将提出用超声仪直接测量接收波主频率的简易有效的方法。
和振幅一样,接收波主频率的绝对值大小不仅取决于被测混凝土的性质的内部情况,也和所用仪器设备、传播距离有关,目前也只能用同于同条件下的相对比较用。
2.4波形
这里指的波形第指在显示屏上显示的接收波波形。当超声波在传播过程中碰到混凝土内部缺陷、裂缝或异物时,由于超声波的绕射、反射和传播路径的复杂化,直达波、反射波、绕射波等各类波相继到达接收换能器,它们的频率和相位各不相同。这些波的叠加有时会使波形畸变。因此,对接收波波形的分析、研究有助于对混凝土内部质量及缺陷的判断。鉴于波形的变化受各种因素的影响,目前对波形的研究只能作一般的观察,记录。
这里还要说明的是,通常所用的纵波换能器所发射的超声脉冲波不仅有纵波成分也有横波成分,即便是较纯的纵波,在通过混凝土内各声学界面后也有部分转化为横波。因此,接收到的一串波形中,既有纵波也有横波。若邻近表面测量时,还有表面波。但是由于横波与表面波传播速度较纵波慢,所以在首波之后一定时刻才出现并和纵波的后续波叠加在一起。如果波形分析与研究也包括了这一部分,那么情况将更为复杂,所以,通常的波形分析与研究大多集中于波前部的纵波,而且最好是不受边界影响的直达纵波。
3 超声检测混凝土强度的主要影响因素
超声法检测混凝土强度,主要是通过测量在测距内超声传播的平均声速来推定混凝土的强度。可见,“测强”精度 高低与超声声速读取值的准确与否是密切相关的,换句话说,正确运用超声声速推定混凝土强度和评价混凝土质量, 从事检测工作的技术人员必须熟悉影响声速测量的因素,在检测中自觉地排除这些影响。
3.1横向尺寸效应
关于试件横向尺寸的影响,在测量声速时必须注意。通常,纵波速度是指在无限大介质中测得,随着试件横向尺寸减小,纵波速度可能向杆、板的声速或表面波速度转变,即声速比无限大介质中纵波声速为小。
当横向最小尺寸d≥2λ(λ为波长)时,传播速度与大块体中纵波速度值相当。
当λ<d<2λ时,可使传播速度降低2.5%~3%
当0.2<λd<λ时,传播速度变化较大,约降低6%~7%,在这个区间里测量时,估计强度的误差可能达30%~40%,这是不允许的。
3.2温度和湿度的影响
混凝土处于环境温度为5℃~30℃情况下,因温度升高引起的速度减小值不大;当环境在40℃~60℃范围内,脉冲速度值约降低5%,这可能是由于混凝土内部的微裂缝增多所致。
温度在0℃以下时,由于混凝土中的自由水结冰,使脉冲速度增加(自由水的V=1.45㎞/s,冰的 V=3.50km/s)。
混凝土的抗压强度随其含水率的增加而降低,而超声波传播速度v随孔隙被水填满面逐渐增高。饱水混凝土的含水率增高4%,传播速度V相应增大6%。速度的变化特性取决于混凝土的结构,随着混凝土孔隙率的增大,干混凝土中超声波传播速度的差异也增大。水中养护的混凝土具有较高的水化度并形成大量的水化产物,超声波传播速度对此产物的反映大于空气中硬化的混凝土;水中养护的混凝土,水分渗透并填充了混凝土的孔隙,由于超声在水里传播速度为1.45km/s,在空气中仅0.34km/s,因此,水中养护的混凝土具有比在空气中养护的混凝土大得多的超声波传播速度,甚至掩盖了随着混凝土强度增长而提高的声速的影响。
3.3构混凝土中钢筋的影响
钢筋中超声传播速度比普通混凝土的高1.2~1.9倍。因此测量钢筋混凝土的声速,在超声波通过的路径上存在钢筋,测读的“声时”可能是部分或全部通过钢筋的传播“声时”,使混凝土声速计算偏高,这在推算混凝土的实际强度时可能出现较大的偏差。
钢筋的影响分两种情况:一是钢筋配置的轴向垂直于超声传播方向;二是钢筋轴向平等于超声传播的方向。对第一种情况央一般配筋的钢筋混凝土构件中,钢筋断面所占整个声通路径的比例较小,所以影响较小(对于高标号混凝土影响更小)。钢筋轴向平行超声传播的方向,在作超声“声时”测量时,可能影响较大,应设法加以避免或修正。
3.4粗骨料品种、粒径和含量的影响
表1:粗骨料与回归方程
粗集料种类 回归方程 Sr %
卵石 R=2.671×10-5V10.827 1.8
碎石 R=4.039×10-2V8.033 26.1
表2:细骨料与回归方程
细集料种类 回归方程 Sr %
中砂 R=1.422×10-5V11.1093 24.0
特细砂 R=1.022×10-5V11.838 16.7
每立方米混凝土中骨料用量的变化、颗粒组成的改变对混凝土强度的影响要比水灰比、水泥用量及标号的影响小得多,但是,粗骨料的数量、品种及颗粒组成对超声波传播速度的影响却十分显著,甚至稍微增加一些碎石的用量或采用较高弹性模量的骨料,敏感性最强的是超声脉冲的声速。比较水泥石、砂浆和混凝土三种试体的超声检测,在强度值相同的情况下,混凝土的超声脉冲声速最高,砂浆次之,水泥石最低。差异的原因主要是超声脉冲在骨料中传播的速度比混凝土中传播速度快。声通路上粗骨料多,声速则高;反之,通路上粗骨料少,声速则低。
4 超声波在混凝土结构无损检测中的应用
房屋和桥梁等建筑物的质量无论是对人民的生命财产,还是对国民经济来说,都是十分重要的。对建筑物的所有要求中,安全性是第一位的。近年来,一系列灾难性的桥梁倒塌事故主要也是由于在设计施工中出了问题,加上对成桥的维修保养不力,出现了诸如混凝土内部空洞、离析,钢筋锈蚀,预应力钢筋失效,梁体受力部位开裂等病害,无损检测是防止这类恶性事件发生的重要手段。另一方面,对现有旧建筑物的维修和保养要耗费大量资金。无损检测技术的应用可使维修保养大大减少盲目性,从而可大大节约这项开支。土木工程无损检测技术有助于评估新旧建筑物的稳定性和整体性,能够对新旧建筑物整体或部分作质量状态监视,能够用来估计建筑材料和结构的性质和性能[4]。
4.1 超声波对混凝土裂缝深度的检测
由于施工不慎混凝土未捣实、施工中因温度变形和干燥收缩、早期施工过载以及混凝土承载后产生的受力损伤等都会形成裂缝,利用超声仪可以检测出上述裂缝的开展深度及以后的开展情况,其所用的方法主要包括双面检测法和单面检测法。
4.1.1 双面检测法
双面检测法是当构件截面不大,而构件的两个侧面都能安放探头(发射探头、接收探头)时,直接探测裂缝的一种方法。如图1所示,探头分别置于1、2、3
4、5、6各对跨缝点。当发射、接收探头在构件两侧面相对位置移动时,测出不同位置的声波传播时间,量得声路的长度(各测点到裂缝截面边缘的水平距离),从b-t关系曲线的突然转折处,即时间从变化转为平稳的过渡点,就是所要测的裂缝深度A。然而在通常的工程结构中很少有满足上述条件的,因而此种方法虽简单,但具体操作时却不一定可行。
图1:双面检测示意图
4.1.2 单面检测法
单面检测法是当构件的截面很大或只有开裂的一个表面能够安放探头时沿面检测裂缝的一种方法。公路桥梁上的主梁裂缝由于条件的限制,其探测基本上也以单面法为多。对于单面检测法,最常用的方法要算tc—to法和BS4408标准方法,另外的方法还包括表面波的传播声时测量裂缝深度、利用超声波首波相位变化的方法检测裂缝深度、冲击回波法检测裂缝深度等,这里主要介绍一下tc—to法。如图2所示,首先在裂缝附近完好的表面,选择一定的长度工作为校准距离,设这段距离为2a,在这段距离的两端安放探头,测出声波通过2a的时间为tc,再将发射与接收探头安放在裂缝两侧,并使两个探头至裂缝的距离都为a,测得通过裂缝处声波的传播时间:tc,如果裂缝与表面正交,以声波通过前后两处混凝土所传播的速度相等为条件,很容易推导出混凝土裂缝深度的计算公式:
d = a[(tc/to)2–1 ]0.5
图2:单面检测示意图
在《超声法检测混凝土缺陷技术规程》(CECS21:2000)中对上述的tc—to法加以了改进,即在不跨缝进行声时测量时,将T和R换能器置于裂缝附近同一侧,使其内边距分别等于50mm、100mm、150mm、200mm、250mm、300mm共6个点,读取这时的声时值(to)i,由此可以画出相应的时-距坐标图。然后在跨缝进行声时测量时,取同样距离的6个点,相应读出这时的声时值(t)i,再根据相应的公式求出每个测点所对应的裂缝深度值,最后取其平均值,这样做主要是因为探头声源并不是在探头中心点位置,通过上述方法可以求出声源的确切位置。
需要指出的是,如果各测距小于dk和大于3dM应剔除出该组数据,然后取余下数的平均值,作为该裂缝的深度值dc;另外一点值得注意的是,检测时裂缝内不得留有水或是其它的异物,这主要是因为在其它材料堵塞裂缝的情况下,声波就不会从裂缝底端绕过,从而导致所计算出的裂缝深度与实际不符。同时,混凝土表面要有一定的光洁度,以保证声时读数的稳定性,这方面也应该重视。此外,对应不同的裂缝其测试方法也应有所不同,在裂缝深度和探头跨缝宽度相差不多的情况下,计算得到的结果与实际会吻合的更好一些,对于过浅或是过深裂缝,应该对此种方法加以灵活的改进,比如跨缝斜测、跨缝不对称测量等等。
4.2 超声波对混凝土的不密实区及其空洞的检测
超声波检测混凝土内部不密实区及其空洞的原理就是当发射探头发射的超声波遇到空洞时,声波就产生反射使一部分能量衰减,另一部分将绕过空洞沿着孔壁传播,并最终将被安放在另一头的接收探头所接收,从而从超声仪上读出的时间与同类材料相同距离下的正常温凝土会有所差别。通过各测点时间读数的变化情况以及超声振幅、波形的变化,就可以推测混凝土内部空洞的大致尺寸,通常以该空洞的最大内径来表示。这里要注意的一点就是首先要用其它方法判断该混凝土内部是空洞还是缺陷,然后再进行下一步操作。在具体对混凝土空洞检测过程中需要布置大量的测点,如果该混凝土结构材料有两对平行测试面,用对测法即可;如果只有一对互相平行的测试面,应在对测的基础上还要进行交叉斜测,同时对可疑数据点区段内应加密测点。
目前在我国桥梁基桩的低应变检测中也相应列人了超声波无损检测技术,在灌注桩浇筑前预先在其两侧预埋声测管,根据桩的直径埋置两到三个声测管,管的直径比探头略大,其下端封闭,测试时在管内注满清水,使两探头水平相对放置,通过探头在桩身的上下移动读出各测点的声时值,从而确定出缺陷异常点的位置和范围。另外,超声波无损检测技术也可以用来检测钢管混凝土中钢管内部的混凝土注浆密实度,以供施工单位及时采取相应的补救措施,将损失减小到最低.
5.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。
❻ 超声波探测器的应用
用超声波探测器记录公交车人流量的装置
用超声波探测器记录公交车人流量的装置是一种能自动记录公交车在每一个站点的各时段人流量的装置,该装置由传感器和信号处理电路所组成,传感器采用超声波探测器1,该超声波探测器由超声波发射器11和超声波接收器12所组成,超声波接收器12的输出端接模/数转换器21,模/数转换器21的输出端接数字信号处理器22,数字信号处理器22的输出端接信号处理器31,信号处理器31还分别与存贮器32,发射接收器33相接,超声波探测器1安装在车门的门框处,其一侧安装超声波发射器11,另一侧安装超声波接收器12,信号处理器31中的单片机IC1的“RXD、TXD”端还与公交IC卡读卡机34的读卡信号线相接 。
超声波探测器在地下停车场的应用设计针对大型停车场停车难的问题,用于停车场车位引导系统,依据超声波测距原理提出了测距算法,基于单片机和RS-485总线研,编写了控制程序。从而达到实时显示停车场剩余车位,引导泊车人群快速找到车位的目的 。
水中近距超声波探测器发射信号电路的设计
水中近距超声波探测器用于深弹接近目标的探测和引爆.根据多卜勒频偏检测原理,该探测器由发射机、转换电路、接收机和信号处理电路构成,发射信号是设计的关键.其时钟产生电路采用1MHz晶体振荡器,产生500kHz超声波脉冲;分频控制电路以500kHz为填充频率的脉冲信号,经过同步检波后变为多卜勒频偏值,作为填充的脉冲信号;发射信号电路考虑与水听器匹配,采用双发射管并联结构.这种高频非周期窄脉冲信号,具有频率高、能耗小、波长短、绕射现象小、方向性好、发射器体积小等优点,特别适合应用于深弹复合引信中 。
❼ 超声波传感器型号和原理应用详解
超声波传感器由于传感器技术的发展慢慢被广泛用于工业生产中,加速了工业的发展。超声波传感器主要是利用超声波特点研发出的传感器。小编为大家从超声波传感器型号、原理应用来为大家详细解读超声波传感器,希望能帮助大家对这一科学原理应用更加的了解。
超声波传感器,是通过送波器将超声波向对象物发送,通过受波器接受这种反射波,来检测对象物的有无和距离对象物的距离。通过计算从超声波发信到受信为止所需要的时间和声速的关系,来计算传感器和对象物之间的距离。此外,有些机器通过对穿过送波器和受波器间物体产生的超声波的衰减或遮断进行检测,从而检测对象物的有无。
超声波传感器应用
一、超声波传感器可以对集装箱状态进行探测。将超声波传感器安装在塑料熔体罐或塑料粒料室顶部,向集装箱内部发出声波时,就可以据此分析集装箱的状态,如满、空或半满等。
二、超声波传感器可用于检测透明物体、液体、任何表粗糙、光滑、光的密致材料和不规则物体。但不适用于室外、酷热环境或压力罐以及泡沫物体。
三、超声波传感器可以应用于食品加工厂,实现塑料包装检测的闭环控制系统。配合新的技术可在潮湿环如洗瓶机、噪音环境、温度极剧烈变化环境等进行探测。
四、超声波传感器可用于探测液位、探测透明物体和材料,控制张力以及测量距离,主要为包装、制瓶、物料搬检验煤的设备运、塑料加工以及汽车行业等。超声波传感器可用于流程监控以提高产品质量、检测缺陷、确定有无以及其它方面。
常见的超声波传感器型号
UM30-2超声波传感器
UM30-2超声波传感器SICK超声波传感器使用声音精确地检测物体和测量距离。无论物体是什么形状,超声波传感器可提供背景抑制的功能进行可靠地检测。而传感器的输出,可以是开关量,模拟量或者同时具备。
PS-400超声波纠偏传感器
PS-400超声波纠偏传感器应用高频超声波直线传播的原理,用来检测卷材的边缘位置。与光电传感器相比,不会受材料透明度的影响,所以死使用时无需校调,非常方便。适用于不透明材料(例如塑料薄膜,纸张等等)的追边应用(透明材料例如布,无纺布则不适用)。
以上小编为大家整理的超声波传感器型号、原理应用的知识,希望大家能对这一门技术有所了解并合理利用,使其能在生活与工作中帮助到大家。如果对超声波传感器的知识还有疑问的朋友可以留言超声波传感器小兔,小兔会努力帮助大家解决难题
❽ 超声波探伤仪跟其他探伤仪有什么区别用在什么地方
检测方法不同:1、射线探伤是利用射线的穿透性和直线性来探伤的方法
2、超声波探伤利用超声波反射来检测
3、磁粉探伤是建立在漏磁原理基础上的一种磁力探伤方法
4、涡流探伤是由交流电流产生的交变磁场作用于待探伤的导电材料,感应出电涡流
5、渗透探伤是利用毛细现象来进行探伤的方法
❾ 超声波监测器由什么组成
超声波检测设备与器材包括超声检测仪、超声换能器、耦合剂、试块等组成。
❿ 超声波流量计的安装方法有哪些
视察一般分为Z法安装、V法安装、W法安装,Z法安装是两只传感器相向安装,指声波经过只一个声程就由完成测量,优点是可以获得较强的信号,V法是指两只传感器通向安装声波经对侧管道反射后接收共有两个声程,W法泛指经过3个以上声程的测量方法,优点是可以获得较高的测量精度,缺点是信号较弱,只适用于管道条件较好的情况。