freepeople性欧美熟妇, 色戒完整版无删减158分钟hd, 无码精品国产vα在线观看DVD, 丰满少妇伦精品无码专区在线观看,艾栗栗与纹身男宾馆3p50分钟,国产AV片在线观看,黑人与美女高潮,18岁女RAPPERDISSSUBS,国产手机在机看影片

正文內(nèi)容

超聲波無損檢測的發(fā)展(編輯修改稿)

2024-07-26 17:24 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 子技術(shù)的迅速發(fā)展,以前制約儀器電子性能的很多指標(biāo),都取得了突破性進(jìn)展,焊縫問題得到了很好的解決。從此,脈沖反射技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用,直至目前,仍是通用性最好,使用最廣泛的檢測方法之一。20世紀(jì)80年代,逐步發(fā)展了自動(dòng)檢測系統(tǒng),配備了自動(dòng)報(bào)警、記錄等裝置,發(fā)展了B或C型顯示方式。形成了不同用途的多種超聲檢測儀器?,F(xiàn)如今,計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步使得超聲波設(shè)備體積更小、性能更穩(wěn)定、功能更強(qiáng)大。最近幾年,超聲波測繪技術(shù)得到了極大的發(fā)展。超聲波探測試驗(yàn)中需要采集精確的數(shù)據(jù),這種需求進(jìn)一步推動(dòng)了定量測量技術(shù)的發(fā)展。同時(shí),基于超聲波能量形成和非接觸檢測技術(shù)的發(fā)展也促進(jìn)了激光器和電磁傳感器的技術(shù)進(jìn)步。如今,便攜式設(shè)備中,已經(jīng)運(yùn)用了相控陣式激光技術(shù)。采用這種技術(shù),單一發(fā)生器定時(shí)或定相發(fā)射的超聲波元素陣列,能夠精確截取被測對象的超聲波波形。 超聲波及其特性超聲波即是頻率高于20000Hz的機(jī)械波(聲波的頻率范圍在20—20000Hz之間)。超聲波的特性如下: 具有良好的方向性人耳可感受的聲音是無指向性的球面波,即以聲源為中心呈球面向四周擴(kuò)散周圍均能聽到聲音。由于超聲波頻率高、波長短,在介質(zhì)傳播過程中方向性好,能方便、容易地發(fā)現(xiàn)被檢物中是否存在缺陷; 超聲波的透射、反射、折射與聚集由于超聲波的頻率較高,所以超聲波在定向傳播時(shí),在兩種不同媒質(zhì)的分界面上,會(huì)出現(xiàn)類似于光線一樣的透射、反射和折射現(xiàn)象。利用超聲波聚集裝置可以將超聲波束會(huì)聚到一點(diǎn),從而將超聲波的聲強(qiáng)提高幾倍甚至幾千倍,利用這樣巨大的聲強(qiáng)可以做許多很有意義的工作。例如:超聲波切割、超聲波鉆孔、超聲波打磨等。 超聲波的吸收與衰減對于超聲波來講,由于它的頻率很高,所發(fā),它在空氣中傳播時(shí),被吸特別厲害。據(jù)科學(xué)家們的實(shí)驗(yàn),頻率為100億Hz的超聲波,在它離開聲源的一剎那間,馬上會(huì)被空氣全部吸收掉。在超聲波治療的臨床應(yīng)用中,對于超聲波的吸收特性,必須予以足夠的重視。 超聲波的巨大能量超聲波之所以在工業(yè)、國防和醫(yī)療等方面發(fā)揮著獨(dú)特而又巨大的作用,還有一個(gè)原因是由于超聲波比一般可聽聲有著強(qiáng)大的功率。根據(jù)聲學(xué)工作者的實(shí)驗(yàn)測定,一般的講話聲音的能量是很小的。假設(shè)我們想用普通說話的能量來燒開一壺水,那么,必須動(dòng)員700多萬人,連續(xù)大聲喊叫12個(gè)小時(shí)才行。超聲波具有的能量,要比一般可聽聲大的多。根據(jù)有關(guān)聲學(xué)實(shí)驗(yàn)測定,頻率為100萬赫茲的超聲波的能量,要比同幅度的頻率為1000赫茲的可聽聲能量大100萬倍。所以說,擁有巨大的能量,是超聲波的一個(gè)重要特點(diǎn)。 超聲波具有很強(qiáng)的穿透能力超聲波可以在許多金屬或非金屬物質(zhì)中傳播,且傳播距離遠(yuǎn)、傳輸能量損失少、頻率高、波長短、穿透力強(qiáng),是目前無損檢測中穿透力最強(qiáng)的檢測方法,如可穿透幾米厚的金屬材料。 超聲波對人體無傷害。高強(qiáng)度的脈沖超聲波在含有微米級小氣泡的液體中傳播時(shí),可導(dǎo)致氣泡收縮、膨脹以至猛烈爆炸,這種現(xiàn)象稱為“空化現(xiàn)象”。 對生物體來說,瞬態(tài)空化作用時(shí),靠近爆炸氣泡附近的細(xì)胞會(huì)受到損傷,一般說來,在人體內(nèi)大多數(shù)器官和生物流體中,損傷少量細(xì)胞不會(huì)對人體產(chǎn)生危害。 超聲波的種類及其應(yīng)用超聲波有很多種分類方法,例如可以根據(jù)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向之間的關(guān)系分類(按波的類型分類),還有一些其他的分類方法,如按照波陣面的形狀分類、按振動(dòng)的持續(xù)時(shí)間分類等。 按波的類型型分類按照波的類型分類,可將超聲波分為縱波、橫波、板波、和表面波。下面介紹這幾種波的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍??v波:當(dāng)彈性介質(zhì)受到交替變化的拉應(yīng)力或壓應(yīng)力作用時(shí),就會(huì)產(chǎn)生交替變化的伸長或壓縮形變,質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生疏密相間的縱向振動(dòng),并在介質(zhì)中傳播,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相同,這種波稱為縱波??v波常常用來檢驗(yàn)幾何形狀簡單的工件的內(nèi)部缺陷,常應(yīng)用于鋼板、鍛件等探傷。橫波:固體介質(zhì)既具有體積彈性,又具有剪切彈性。當(dāng)固體介質(zhì)受到交變剪切應(yīng)力作用時(shí),將發(fā)生相變的剪切形變,介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生具有波峰和波谷的橫向振動(dòng),這時(shí)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相垂直,這種波稱為橫波。橫波通常由縱波通過波型轉(zhuǎn)換而來,利用橫波可以探測管件、桿件和其他幾何外形復(fù)雜的零件的缺陷。表面波:當(dāng)固體介質(zhì)表面受到交替變化的表面張力作用時(shí),質(zhì)點(diǎn)在介質(zhì)表面的平衡位置附近作橢圓軌跡的振動(dòng),這種振動(dòng)又作用于相鄰的質(zhì)點(diǎn)而在介質(zhì)表面?zhèn)鞑ィ@種波稱為表面波。質(zhì)點(diǎn)作橢圓運(yùn)動(dòng),橢圓長軸垂直于波的傳播方向,短軸平行于波的傳播方向。表面波應(yīng)用于鋼板、鍛件鋼管等探傷。板波:板波是在薄板狀固體(含細(xì)棒材等)中傳播的超聲波,其聲波的波動(dòng)情況較為復(fù)雜,它包含有縱波和橫波的分量。板波中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向平行于板面而垂直于波的傳播方向。在板波的傳播中,按它的傳播方式的不同,可將板波分為對稱型板波(S波)和非對稱型板波(A型)兩種,應(yīng)用于薄板、薄壁鋼管的探傷(δ6mm)。表21 上述幾種波的傳播特點(diǎn)及應(yīng)用波的類型符號示 意 圖傳播介質(zhì)縱波L固、液、氣體介質(zhì)橫波S固體介質(zhì)表面波(瑞利波)R固體介質(zhì)板波(蘭姆波)SH固體介質(zhì)(厚度與波長相當(dāng)?shù)谋“澹┢渲?,縱波和橫放的應(yīng)用比較廣泛,縱波通常是由直探頭產(chǎn)生的。橫被通常是由斜探頭產(chǎn)生的??v波傳播時(shí),介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)疏密相間,所以有時(shí)又稱為壓縮波或疏密波;固體介質(zhì)可以承受拉應(yīng)力的作用,可以傳播縱波,液體和氣體雖不能承受拉應(yīng)力,但在壓應(yīng)力的作用下會(huì)產(chǎn)生容積的變化,因此也可以傳播縱波。橫波是由于介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)受到交變切應(yīng)力作用,產(chǎn)生切變形變而形成,因此橫波也稱為切變波。固體介質(zhì)能夠承受切應(yīng)力,而液體和氣體不能承受切應(yīng)力,因此橫波只能在固體介質(zhì)中傳播,不能夠在液體和氣體中傳播,故在實(shí)際超聲波檢測中,要根據(jù)具體情況采用合適的波形。 按波陣面的形狀分類波形是指波陣面的形狀。同一時(shí)刻,介質(zhì)中振動(dòng)相位相同的所有質(zhì)點(diǎn)所連成的面稱為波陣面。平面波:波陣面為相互平行的平面,這種波稱為平面波。平面波的波源為一平面,其波束不擴(kuò)散,平面波各質(zhì)點(diǎn)的振幅是一個(gè)常數(shù),不隨距離變化而變化。其波動(dòng)方程為: (21)柱面波:波陣面為同軸圓柱面的波稱為柱面波。柱面波的波源為一條線,其波束向四周擴(kuò)散,各質(zhì)點(diǎn)的振幅與距離的平方根成反比。其波動(dòng)方程為: (22)球面波:波陣面為同心球面的波稱為球面波。球面波的波源為一點(diǎn),波束向四面八方擴(kuò)散,各質(zhì)點(diǎn)的振幅與距離成反比。其波動(dòng)方程為: (23) 按振動(dòng)持續(xù)時(shí)間分類連續(xù)波:波源連續(xù)不斷地振動(dòng)所輻射的波稱為連續(xù)波,如圖21(a)所示。脈沖波:波源振動(dòng)持續(xù)時(shí)間短(以微秒計(jì)),間歇輻射的波稱為脈沖波,如圖21(b)所示。目前超聲檢測中廣泛采用脈沖波。圖21 連續(xù)波(a)與脈沖波(b) 超聲波的反射和折射當(dāng)超聲波從某一介質(zhì)傳播到另一介質(zhì)時(shí),一部分能量在界面上反射回原介質(zhì)內(nèi),成為反射波;另一部分能量透過界面在第二介質(zhì)內(nèi)傳播,成為折射波。如圖22所示。圖2—2 波的反射和折射反射率:反射波聲壓與入射波聲壓之比,稱為反射率。即: (24)當(dāng)超聲波垂直入射時(shí),則 (25)式中 ——第一介質(zhì)的聲阻抗,=;——第二介質(zhì)的聲阻抗,=;——介質(zhì)的密度;c——聲速。透射率:透過聲壓與入射聲壓之比,稱為透過率K。即: (26)當(dāng)超聲波垂直入射時(shí),則 (27)從反射率公式可以看出,兩介質(zhì)的聲阻抗相差越大,反射率也越大;從透射率公式可以看出,第二介質(zhì)的聲阻抗增大,透過率也相應(yīng)地增大,這對超聲波檢測有著很大的實(shí)際意義。 超聲波的疊加、干涉和衍射 波的疊加當(dāng)幾列波在同一介質(zhì)中傳播并相遇時(shí),在相遇處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)不是單一的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng),而是各列波振動(dòng)的合成,該質(zhì)點(diǎn)的位移在任何時(shí)刻也是各列波在該處的分位移的矢量和。幾列波相遇后仍然保持自己原有的特性不變,如頻率、振幅、波長、振動(dòng)方向等等都不變,按照原來的傳播方向繼續(xù)前進(jìn)。這就是波的疊加原理。 波的干涉兩列波的頻率相同,振動(dòng)方向相同,相位相同或者相位差恒定,它們在空間相遇時(shí),介質(zhì)中某些地方的振動(dòng)加強(qiáng),另外一些地方的振動(dòng)減弱甚至相互抵消,這種現(xiàn)實(shí)就是波的干涉現(xiàn)象。波的干涉是波動(dòng)的重要特征,而波的疊加是波的干涉的基礎(chǔ),在實(shí)際的超聲檢測工作中,由于波的干涉,在超聲波源附近會(huì)出現(xiàn)聲壓極大值、極小值。當(dāng)波程差為波長的整數(shù)倍時(shí),兩列相干波振動(dòng)相互加強(qiáng),合振幅出現(xiàn)最大值;當(dāng)波程差為波長的奇數(shù)倍時(shí),兩列相干波振動(dòng)相互減弱,合振幅出現(xiàn)最小值;如果兩列相干波的振幅相同,二者完全抵消,則合振幅為零。 波的衍射l 惠更斯—菲涅爾原理該原理是說明波傳播過程中波陣面在介質(zhì)中傳播規(guī)律的基本原理,可作為波傳播問題的一種近似方法,該原理最早作為光的衍射理論出現(xiàn),因?yàn)槁暫凸饩哂泄餐牟▌?dòng)性,后來逐漸引入到聲波的衍射中來。1690年,荷蘭物理學(xué)家惠更斯在創(chuàng)立的光的波動(dòng)學(xué)中首先提出,行進(jìn)中的波陣面上任意一點(diǎn)都可以看做是新的次波源,這些次波源所發(fā)出的許多次波形成一個(gè)包絡(luò)面,也可以理解為原波陣面在一定時(shí)間內(nèi)所傳播到的新的波陣面。1815年,菲涅爾引入波的相干性,指出各次波到達(dá)某點(diǎn)的作用要考慮次波間的相位關(guān)系,進(jìn)一步補(bǔ)充了惠更斯原理。惠更斯—菲涅爾原理如圖23所示。波源S發(fā)出聲波,通過開孔的瞬間波動(dòng),在面上的不同點(diǎn)發(fā)出圓形次波,通過時(shí)間t后,波傳播的距離為r,次波的包絡(luò)面就表示時(shí)間t后的波動(dòng)。圖23 惠更斯—菲涅爾原理對于惠更斯—菲涅爾原理的另一種理解即是,在一種連續(xù)介質(zhì)中,振動(dòng)狀態(tài)通過波動(dòng)來體現(xiàn),介質(zhì)中的任何質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)都將引起相鄰質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng),相鄰質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)又將引起下一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng),這樣一來,波動(dòng)中任何質(zhì)點(diǎn)都可以看作是新的波源,一段時(shí)間后任意時(shí)刻這些波的包跡都將形成新的波陣面?;莞埂颇鶢栐砜梢杂脕斫忉尣ǖ姆瓷?、折射和衍射現(xiàn)象,還可以用來確定波前的幾何形狀和波的傳播方向。l 波的衍射聲波在傳播過程中,遇到障礙物時(shí)會(huì)偏離原來的直線傳播,繞過障礙物繼續(xù)向前傳播,這種現(xiàn)象稱為波的衍射現(xiàn)象。如圖24 所示。一切波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象,只有當(dāng)縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不多,或者比波長更小時(shí),才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。圖24 波的衍射波的衍射對檢測有害有利,波的衍射可以使超聲波產(chǎn)生晶粒繞射,進(jìn)而在介質(zhì)中順利傳播,還可以利用衍射波檢測缺陷;同時(shí)也由于波的衍射,使一些小缺陷回波下降,造成漏檢。 超聲波的一些參量 充滿超聲波的空間,或在介質(zhì)中超聲振動(dòng)波及的質(zhì)點(diǎn)所占據(jù)的范圍稱為超聲場。常用聲壓、聲強(qiáng)、聲阻抗、質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度等物理量對超聲波的聲場進(jìn)行描述。 聲壓超聲場中某一點(diǎn)在某一瞬間所具有的壓強(qiáng),與沒有超聲場存在時(shí)同一點(diǎn)的靜態(tài)壓強(qiáng)之差,定義為該點(diǎn)的聲壓,常用表示,單位為帕斯卡(帕),1Pa=1N\。 (28) 對于平面余弦波,可以證明: (29)式中,為介質(zhì)的密度;為超聲波在介質(zhì)中的傳播速度;A為介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振幅;為質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的角頻率();為之質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度振幅();為時(shí)間;為至波源的距離。且有如下關(guān)系成立: (210)式中,為聲壓極大值??梢娐晧旱慕^對值與波速、質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度、振幅(或角頻率)成正比。因超聲波的頻率高,所以超聲波比聲波的聲壓大。在超聲檢測儀器中,信號的本質(zhì)就是聲壓P,示波屏上的波高與聲壓成正比,在超聲波檢測缺陷中,聲壓值反應(yīng)缺陷的大小。 聲強(qiáng)在超聲波傳播的方向上,單位時(shí)間內(nèi)單位截面上的聲能稱為聲強(qiáng),用表示,單位是W/或者。當(dāng)超聲波傳播到介質(zhì)中某處時(shí),該處原來靜止的質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng),具有了動(dòng)能,與此同時(shí)該處介質(zhì)產(chǎn)生彈性變形,因而也具有彈性位能,總能量為動(dòng)能和位能之和。以縱波在均勻的各向同性介質(zhì)中的傳播為例,可以證明平面波傳播的聲強(qiáng)計(jì)算公式為: (211)由上式可見,超聲波的聲強(qiáng)與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)振幅(A)的平方、質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)角頻率()的平方、聲壓()的平方,以及質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度振幅(V)的平方成正比。由于超聲波的頻率高,因此其強(qiáng)度(能量)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于可聞聲波的強(qiáng)度。例如,1MHz聲波的能量等于100kHz聲波能量的100倍,等于1kHz聲波的能量的100萬倍。 聲阻抗超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí),任一點(diǎn)的聲壓與該點(diǎn)速度的振幅V的比值稱為聲阻抗,常常用Z表示。單位是或。 (212)聲阻抗表示介質(zhì)對質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的阻礙作用,在同一聲壓下,聲阻抗越大,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度就越小,當(dāng)超聲波由一種介質(zhì)傳入另外一種介質(zhì),或是從介質(zhì)的界面上反射時(shí),其各種行為(如反射、折射等)主要取決于這兩種介質(zhì)的聲阻抗。不同的介質(zhì)有不同的聲阻抗;對于一種介質(zhì),波形不同其聲阻抗也不同。聲阻抗是表征介質(zhì)聲學(xué)性質(zhì)的重要物理量,超聲波在兩種介質(zhì)所組成的界面上的反射和投射與兩種介質(zhì)的聲阻抗密切相關(guān)。材料的聲阻抗與溫度有關(guān),一般材料的聲阻抗隨溫度的升高而降低,在所有傳聲介質(zhì)中,氣體、液體和固體的Z值也相差很大。實(shí)驗(yàn)證明,氣體、液體與金屬之間的特性聲阻抗之比接近于1:3000:8000。 聲速聲波在介質(zhì)中傳播的速度稱為聲速。常用表示。超聲波能在固體、液體、氣體等多種介質(zhì)中傳播,在不同介質(zhì)中的傳播速度是不一樣的,在同一種介質(zhì)中不同的波傳播的速度也不一樣,例如在固體介質(zhì)中,能傳播橫波、縱波和表面波,但是它們的速度是不一樣的。超聲波的聲速不僅與超聲波的類型有關(guān),還與傳播介質(zhì)的特性(如介質(zhì)密度、彈性模量等)有關(guān)。聲速的一般表達(dá)式為:聲速= 超聲波在液體、氣體中的聲速由于超聲波在液體和氣體介質(zhì)中只承受壓應(yīng)力,不能承受剪切應(yīng)力,因此只能傳播縱波,不能傳播橫波和表面波。其縱波的聲速表達(dá)式如下: (213)式中,為縱波的聲速;K為介質(zhì)的體積彈性模量;為介質(zhì)的密度。液體介質(zhì)中的聲速還與溫度有關(guān)系,對于大部分液體(水除外),溫度升高時(shí),體積彈
點(diǎn)擊復(fù)制文檔內(nèi)容
環(huán)評公示相關(guān)推薦
文庫吧 www.dybbs8.com
備案圖片鄂ICP備17016276號-1