導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇超聲波技術(shù)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞： 超聲波檢測(cè) 混凝土缺陷 檢測(cè)

混凝土構(gòu)件在制作或使用過(guò)程中，經(jīng)常因?yàn)楣芾聿簧苹蚴墉h(huán)境及意外損傷的影響，其內(nèi)部可能出現(xiàn)蜂窩狀不密實(shí)區(qū)或空洞。這些缺陷的存在會(huì)嚴(yán)重影響構(gòu)件的承載力和耐久性，采用有效方法查明混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷的性質(zhì)、位置、范圍及尺寸，以便進(jìn)行技術(shù)處理，是工程建設(shè)中的一個(gè)重要內(nèi)容。

1超聲波檢測(cè)混凝土缺陷的基本原理

目前，在檢測(cè)混凝土構(gòu)件的缺陷方面，超聲無(wú)損檢測(cè)的應(yīng)用比較廣泛。其主要方法是：首先測(cè)出超聲波在混凝土構(gòu)件各段的傳播速度，再比較所測(cè)速度值的差異，找出有突變的地方，進(jìn)行分析，從而判斷缺陷的形態(tài)、范圍等。超聲波檢測(cè)儀器比較簡(jiǎn)單，便攜，操作比較方便，所以被廣泛應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)缺陷檢測(cè)。

2超聲波檢測(cè)混凝土缺陷的方法

2.1平測(cè)法

當(dāng)構(gòu)件具有兩對(duì)相互平行的測(cè)試面時(shí)，可采用對(duì)測(cè)法，在測(cè)試部位兩對(duì)相互平行的測(cè)試面上，分別畫出200～300mm等間距的網(wǎng)格并編號(hào)確定對(duì)應(yīng)的測(cè)點(diǎn)位置然后將T、R換能器經(jīng)耦合劑分別置于對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)上，逐點(diǎn)記錄相應(yīng)的聲時(shí)（ti）、波幅（Ai）和頻率(fi)，并量取測(cè)試距離（L）。

2.2斜測(cè)法

當(dāng)混凝土被測(cè)部位只能提供兩個(gè)相對(duì)或相鄰測(cè)試表面時(shí)，可采用斜測(cè)法檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)，將一對(duì)T、R換能器分別耦合于被測(cè)構(gòu)件的兩個(gè)表面，兩個(gè)換能 器的軸線不在同一直線上。檢測(cè)混凝土梁、柱的施工接槎、修補(bǔ)加固混凝L結(jié)合質(zhì)量和檢測(cè)混凝土梁、柱的裂縫深度多采用此方法。

2.3鉆孔測(cè)法

對(duì)于大體積混凝土結(jié)構(gòu)，由于其斷面尺寸較大，如直接進(jìn)行平面對(duì)測(cè)，接收到的脈沖信號(hào)很微弱，甚至無(wú)法識(shí)別首波的起始位置，不利于聲學(xué)參數(shù)的讀取和分析。檢測(cè)時(shí)可用兩個(gè)徑向振動(dòng)式換能器分別置于兩測(cè)孔中進(jìn)行測(cè)試，或用一個(gè)徑向振動(dòng)式與一個(gè)厚度振動(dòng)式換能器，分別置于測(cè)孔中和平行于測(cè)孔的側(cè)面進(jìn)行測(cè)試。

3數(shù)據(jù)處理及判斷

混凝土是非均質(zhì)體，各測(cè)點(diǎn)處混凝土的質(zhì)量是波動(dòng)與離散的。任何結(jié)構(gòu)上都能測(cè)量到一些低值點(diǎn)，但這些低值點(diǎn)不一定都是缺陷。所以各類超聲檢測(cè)規(guī)范中都采用了“概率法”。概率法的基本構(gòu)想是認(rèn)為：

a．正常混凝土質(zhì)量的波動(dòng)是偶然誤差所引起，是不可避免的，也是允許的，它的分布是符合正態(tài)分布的。同時(shí)粗略認(rèn)為，正?；炷疗渎晫W(xué)參數(shù)也符合正態(tài)分布。

b．缺陷是由過(guò)失誤差（漏振、漏漿、架空等）引起。它的分布不符合正態(tài)分布。

c．現(xiàn)在的問(wèn)題是如何區(qū)別判斷這些低測(cè)值點(diǎn)是偶然誤差還是過(guò)失誤差所引起，也就是說(shuō)要定出一個(gè)是否是缺陷的臨界值：凡低于臨界值就是缺陷可疑點(diǎn)。

3.1混凝土聲學(xué)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)計(jì)算：

對(duì)于同一構(gòu)件，同一測(cè)距的聲速、波幅等聲學(xué)參數(shù)的平均值（mx）和標(biāo)準(zhǔn)差（Sx）應(yīng)分別按下式及步驟計(jì)算：

(1)

(2)

式中：――第 i 點(diǎn)的聲學(xué)參數(shù)測(cè)量值；

n――參與統(tǒng)計(jì)的測(cè)點(diǎn)數(shù)。

(1)將測(cè)位各測(cè)點(diǎn)的波幅、聲速或主頻值由大至小按順序分別排列，即X1≥X2≥⋯≥Xn≥Xn+1，將排在后面明小的數(shù)據(jù)視為可疑，再將這些可疑數(shù)據(jù)中最大的一個(gè)(假定Xn)連同其前面的數(shù)據(jù)計(jì)算出mx及Sx值，并按公式 (3)計(jì)算異常情況的判斷值。 ( 為異常值判定系數(shù)，可查CECS:21-2000取值)

將判斷值(X0)與可疑數(shù)據(jù)的最大值(Xn)相比較，當(dāng)Xn不大于X0時(shí)，則X0及排列于其后的各數(shù)據(jù)均為異常值，并且去掉Xn，再用X1～Xn-1進(jìn)行計(jì)算和判別，直至判不出異常值為止；當(dāng)Xn大于時(shí)X.0，應(yīng)再將Xn+1放進(jìn)去重新進(jìn)行計(jì)算和判別；

(2)當(dāng)測(cè)位中判出異常測(cè)點(diǎn)時(shí)，根據(jù)異常測(cè)點(diǎn)的分布情況，按下式進(jìn)一步判別其相鄰測(cè)點(diǎn)是否異常。

式中， 、 ，――異常值判斷系數(shù)(當(dāng)測(cè)點(diǎn)布置為網(wǎng)格狀時(shí)取 ；當(dāng)單排布置測(cè)點(diǎn)時(shí)(如在聲測(cè)孔中檢測(cè))取 )。

4檢測(cè)實(shí)例

某新建工程，因?yàn)閼岩赡郴炷林駬v不密實(shí)，對(duì)其進(jìn)行缺陷監(jiān)測(cè)。該柱子橫截面積為1400mm×1400mm柱高3400mm。

4.1構(gòu)件布點(diǎn)設(shè)置

檢測(cè)儀器為NM-4A型非金屬超聲波檢測(cè)儀。采用對(duì)測(cè)的方法，網(wǎng)格間距為200mm。AA測(cè)試面和BB測(cè)試面為同一根柱子的同一平行面且分別布置96個(gè)測(cè)點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖1，圖2。耦合劑采用黃油。

對(duì)于AA面，先將聲速由大到小排列，利用公式（1）、（2）、（3），計(jì)算出平均值，標(biāo)準(zhǔn)差，和判斷值。結(jié)果分別為：mx=4.390, Sx=0.069, X0=4.230?？梢?jiàn)X06-01=4.234< X0,則X06-01為異常值。再將X06-01去掉，用其它值繼續(xù)計(jì)算和判別，并未發(fā)現(xiàn)其他異常值。根據(jù)測(cè)點(diǎn)的分布情況，在異常值相鄰的測(cè)點(diǎn)X06-02, X05-01, X07-01按上述方法繼續(xù)判別。其中 。由計(jì)算得出X0=4.277，故其臨近測(cè)點(diǎn)無(wú)異常。再由同樣方法計(jì)算BB面，X0=4.251，則X06-01為異常值。計(jì)算其臨近點(diǎn)X06-02, X05-01, X07-01是否異常，則X0=4.298，故其臨近點(diǎn)也無(wú)異常。結(jié)合AA面與BB面的測(cè)試結(jié)果，缺陷位置基本相同，缺陷位置可以從測(cè)點(diǎn)不知立面圖中看出，劃有X的為異常點(diǎn)。

5結(jié)束語(yǔ)

對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土不密實(shí)區(qū)和空洞缺陷檢測(cè)，不僅在監(jiān)控混凝土的施工質(zhì)量、消除工程隱患、加快施工進(jìn)度等方面具有很重要的意義，而且對(duì)長(zhǎng)久使用中的工建筑物進(jìn)行質(zhì)量鑒定，以便確定繼續(xù)使用還是加固改造或者是推倒重新修建．也具有決定性的作用。

篇2

關(guān)鍵詞 超聲波技術(shù)；化工；應(yīng)用

中圖分類號(hào)O64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2012）73-0129-02

就目前世界各國(guó)對(duì)于超聲波技術(shù)的應(yīng)用狀況而言，其應(yīng)用的領(lǐng)域以及應(yīng)用程度都在不斷地?cái)U(kuò)展和深入，對(duì)世界各個(gè)行業(yè)的工作都發(fā)揮了極大的作用。而化工行業(yè)作為我國(guó)的一個(gè)基礎(chǔ)性行業(yè)，對(duì)于超聲波技術(shù)的應(yīng)用也是極為廣泛的。本文主要就是著眼于超聲波技術(shù)在化工行業(yè)中的相關(guān)應(yīng)用問(wèn)題，通過(guò)分析超聲波技術(shù)的含義并以幾個(gè)方面為例具體展示了它在化工領(lǐng)域中的應(yīng)用，希望能夠?qū)すぷ魅藛T有所幫助。

1 超聲波技術(shù)的相關(guān)理論分析

當(dāng)前時(shí)期，隨著超聲波技術(shù)在更多的領(lǐng)域中獲得了廣泛的使用，超聲波技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢(shì)更加趨于火熱，研究者們對(duì)于超聲波技術(shù)的研究已經(jīng)成為一種時(shí)代的潮流。具體來(lái)講，超聲波就是指聲波的頻率范圍處于20kHz～10MHz之間的這一個(gè)波段，超聲波技術(shù)主要就是應(yīng)用超聲的此種特性而得以發(fā)展的，在現(xiàn)實(shí)中很多行業(yè)的工作都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于超聲波的應(yīng)用。

從超聲波的分類方面來(lái)講，它主要就包括檢測(cè)超聲以及功率超聲兩個(gè)部分。就檢測(cè)超聲中對(duì)于超聲波的應(yīng)用而言，人們一般是將其作為信號(hào)來(lái)開展使用的，比如雷達(dá)、水聲以及B超等。而功率超聲則是指大功率的超聲，人們?cè)谑褂盟M(jìn)行工作的時(shí)候，主要就是利用了它的聲能機(jī)械作用熱作用、化學(xué)作用、空化作用以及生物醫(yī)學(xué)作用等，比如超聲化學(xué)、超聲清洗、超聲焊接及超聲加工和超聲懸浮等。而化學(xué)行業(yè)對(duì)于超聲波的應(yīng)用，則主要是傾向于使用超聲波中功率超聲的空化作用。

化工領(lǐng)域?qū)τ诔暡夹g(shù)中的超聲空化作用的應(yīng)用，主要是通過(guò)以下機(jī)理來(lái)發(fā)生作用的。即：超聲空化在作用于液體時(shí)，會(huì)使其內(nèi)部的空化核產(chǎn)生諸如振動(dòng)、壓縮、膨脹以及崩潰和閉合等的變動(dòng)，而液體空化核中的氣泡進(jìn)行崩潰時(shí)，在空化核周圍會(huì)形成約5 000℃的高溫以及5×107Pa的高壓的一個(gè)區(qū)域，再加上強(qiáng)烈的沖擊波以及超過(guò)100m/s速度的微射流對(duì)此區(qū)域產(chǎn)生高梯度的剪切作用，就會(huì)將水溶液中的羥基自由基就會(huì)被分化出來(lái)。在這個(gè)變化過(guò)程中，機(jī)械效應(yīng)、光效應(yīng)、熱效應(yīng)及活化效應(yīng)這四種物理化學(xué)反應(yīng)會(huì)呈現(xiàn)出來(lái)，通過(guò)四種反應(yīng)相互作用以及相互推動(dòng)，液體的變化進(jìn)程會(huì)被加速，超聲波技術(shù)的影響也最終完成。

總之，超聲波技術(shù)以其自身所具有的傳熱以及化學(xué)反應(yīng)等諸多方面的獨(dú)特的作用，能夠通過(guò)被應(yīng)用于超聲設(shè)備的開發(fā)而對(duì)各種行業(yè)的工作提供便利，在國(guó)家的各項(xiàng)事業(yè)尤其是化工工作中得到了極大的重視。

2 超聲波技術(shù)在化工行業(yè)中的應(yīng)用

化工行業(yè)的工作一般都涉及復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)，所以超聲波技術(shù)等高端技術(shù)會(huì)經(jīng)常被用到，而超聲波技術(shù)中的空化作用對(duì)化學(xué)領(lǐng)域的影響便是這些技術(shù)中最不容忽視的一個(gè)。本文下面主要是從化學(xué)反應(yīng)、萃取、采油、清洗這四個(gè)方面來(lái)討論一下超聲空化作用及超聲波技術(shù)在化工領(lǐng)域中的應(yīng)用：

1）超聲空化應(yīng)用于化學(xué)反應(yīng)

化學(xué)領(lǐng)域?qū)τ诔暱栈F(xiàn)象的應(yīng)用較多的一個(gè)方面就是化學(xué)反應(yīng)，超聲空化能夠?yàn)榛瘜W(xué)領(lǐng)域中的化學(xué)反應(yīng)提供一個(gè)優(yōu)質(zhì)的反應(yīng)環(huán)境，從而推動(dòng)反應(yīng)的進(jìn)展。首先，空化作用可以推動(dòng)合成化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。超聲空化對(duì)各種對(duì)象尤其是有機(jī)金屬發(fā)揮作用，通過(guò)對(duì)作用對(duì)象進(jìn)行粉碎以及表面活化等的處理，能夠替代合成化學(xué)反應(yīng)中的相轉(zhuǎn)移催化劑的應(yīng)用，使作用對(duì)象表面的催化反應(yīng)大大加速，從而促進(jìn)了乳化反應(yīng)以及均相反應(yīng)等各種合成反應(yīng)地實(shí)現(xiàn)。其次，超聲空化技術(shù)還可作用于高聚物化學(xué)的聚合及高分子降解的反應(yīng)、電化學(xué)的電流密度的提升，以及分析化學(xué)等各個(gè)方面，對(duì)化工領(lǐng)域的化學(xué)反應(yīng)發(fā)揮著極大的作用。目前，超聲波技術(shù)應(yīng)用于化學(xué)反應(yīng)，不僅縮短了反應(yīng)時(shí)間還有效地保持了催化劑的活性，已經(jīng)在諸多的常規(guī)合成有機(jī)的金屬化合物的工作中發(fā)揮了效用。

2）超聲空化應(yīng)用于化學(xué)萃取

除了推動(dòng)化學(xué)反應(yīng)地實(shí)現(xiàn)之外，超聲空化現(xiàn)象在化學(xué)萃取工作中的應(yīng)用也是極為廣泛的，極大地提升了萃取工作的效率及萃取精度。具體來(lái)講，超聲空化在化學(xué)萃取中的應(yīng)用主要是固-液態(tài)萃取以及液-液態(tài)萃取這兩個(gè)大的方面，它有效地改善了傳統(tǒng)萃取中的萃取速率及萃取效果。首先，超聲空化作用在油頁(yè)巖的瀝青質(zhì)提取工作中，與傳統(tǒng)方式一樣是使用苯等化學(xué)溶劑，而在超聲空化的50kHz以及400W的超聲場(chǎng)中進(jìn)行的萃取要比傳統(tǒng)萃取的速率高出二十多倍。其次，工作人員使用20kHz以及47W的超聲輻照對(duì)Ni進(jìn)行萃取時(shí)，能夠在機(jī)械攪拌的工作地配合下，使其萃取速率提高四到七倍。再者，應(yīng)用18.5kHz以及250W的超聲空化的高強(qiáng)度和大單頭的插入式超聲場(chǎng)作用于黃金浸取工作，能夠極大程度地提升氰化法的浸取速率。當(dāng)前時(shí)期，這種超聲萃取的辦法已經(jīng)得到了小幅度的運(yùn)用，在未來(lái)還需要研究人員對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步地研發(fā)。

3）超聲波技術(shù)推動(dòng)采油開展

目前我國(guó)的化工采油工作通常會(huì)受到堵塞物的影響，從而使得原油難以順利進(jìn)入到井筒中，極大地阻礙了采油工作效率的提升。而使用超聲技術(shù)來(lái)開采石油，則可以有效地解決這些堵塞問(wèn)題，從而提升原油的產(chǎn)量。而使用超聲波技術(shù)進(jìn)行采油的范圍，主要使用于以下幾個(gè)方面。首先就是在鉆井工作進(jìn)行時(shí)那些被泥漿過(guò)度浸泡而造成污染的油井；其次是被油層嚴(yán)重堵塞而對(duì)水和酸等物質(zhì)反應(yīng)敏感的油井；再者就是具有較好的油層物性與厚度但出油效率不高的油井，其他的還有因?yàn)槭艿禁}垢地垢堵或者是機(jī)械雜質(zhì)地污染而降低了滲透率的油井等?？傊暭夹g(shù)在采用工作中的應(yīng)用，極大地提升了采油的工作效率以及原油出油率。

4）超聲波技術(shù)應(yīng)用于清洗工作

清洗工作是化工行業(yè)中不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)，使用超聲波技術(shù)進(jìn)行清洗能夠有效地提升清洗地效率以及清洗質(zhì)量，而且還可以將許多不易清洗的盲孔以及深空和狹縫等清洗干凈。具體來(lái)講，超聲清洗工作主要應(yīng)用了低頻（約20kHz～50kHz）、高頻（約50kHz～200kHz）以及兆赫（約700kHz～1MHz）這三個(gè)波段的超聲波。低頻的超聲清洗主要用來(lái)清洗大部件或者是清洗件的表面污物，而高頻的超聲清洗則是精細(xì)地清洗微電子的元件，兆赫清洗主要清洗集成電路的芯片以及硅片和薄膜等，這三種清洗方式各司其職，對(duì)于化工領(lǐng)域的清洗工作發(fā)揮著極大的作用。

3 結(jié)論

目前，超聲技術(shù)的研究與應(yīng)用的熱點(diǎn)已經(jīng)逐步向工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用這方面轉(zhuǎn)移，尤其是在化工行業(yè)領(lǐng)域里發(fā)揮了極大的作用，因此，推動(dòng)超聲波技術(shù)在化工領(lǐng)域中的應(yīng)用，必將對(duì)我國(guó)化工行業(yè)發(fā)展產(chǎn)生巨大的推動(dòng)力量。

參考文獻(xiàn)

[1]李敬生，沈琴，昌慶，王娟，邊選霞.超聲波對(duì)化工過(guò)程的強(qiáng)化作用[J].西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2007(4).

[2]李偉，劉亞青.超聲波的空化作用在聚合物化工中的應(yīng)用[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2007(1).

[3]謝偉，李瑞.超聲在化工應(yīng)用中機(jī)理的探究[J].遼寧化工，2010(10).

篇3

隨著醫(yī)療市場(chǎng)與國(guó)際接軌，醫(yī)學(xué)高、新技術(shù)的日新月異，我國(guó)對(duì)降低院內(nèi)感染也越來(lái)越重視，對(duì)醫(yī)療器械清潔度的要求也越來(lái)越高。我科作為醫(yī)療用品供應(yīng)單位深知責(zé)任重大，并一直將引進(jìn)和提高醫(yī)療器械清洗效果作為工作中的一個(gè)重要課題，進(jìn)行了深思和探討。

我科在2008年8月份之前，一直是采用傳統(tǒng)的人工刷洗法刷洗醫(yī)療器械，這種方法既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，而且清洗效果也不盡人意。如：有關(guān)節(jié)、縫隙、齒槽的醫(yī)療器械難以刷洗到位，附著在此的污垢不易洗凈，剪、鉗的軸節(jié)處易卡刷毛及其它異物，極易引起物品生銹，特別是鑷子的夾縫中，常常銹跡斑斑等等。鑒于人工刷洗法無(wú)法滿足醫(yī)療器械對(duì)清潔度較高的需求，我科于2008年8月引用了目前國(guó)際上最先進(jìn)而且應(yīng)用最廣的超聲波清洗技術(shù)，使用超聲波清洗器進(jìn)行醫(yī)療器械的清洗，它不僅清洗潔凈、清洗快速，并節(jié)省大量人力、物力，較之以往大大提高了工作效率。清洗后的醫(yī)療器械光亮如新，生銹率也大大降低。筆者曾就超聲波清洗器使用前后的效果作了一個(gè)比較：固定使用的鑷子500把，從2008.1-2008.6，用傳統(tǒng)人工刷洗法清洗，導(dǎo)致生銹而不能使用的鑷子共計(jì)170把，從2008年10月份至2009年3月份用超聲波清洗器清洗，生銹不能使用的鑷子僅為30把。從上述可見(jiàn)，超聲波清洗器的清洗效果是不言而喻的。

可以說(shuō)，在目前所有的清洗方式中，超聲波清洗是效率最高，效果最好的一種。之所以超聲波清洗能夠達(dá)到如此的效果，是與它獨(dú)特的工作原理和清洗方法密切相關(guān)的，下面，筆者僅就其清洗原理與操作方法作簡(jiǎn)要介紹。

1超聲波清洗原理

當(dāng)超聲波的高頻機(jī)械振動(dòng)傳給清洗液介質(zhì)以后，液體介質(zhì)在這種高頻波振動(dòng)下將會(huì)產(chǎn)生近真空的“空腔泡”， “空腔泡”在液體價(jià)質(zhì)中不斷碰撞、消失、合并時(shí)，可使周圍局部產(chǎn)生極大的壓力，這種極其強(qiáng)大的壓力足以能使物質(zhì)分子發(fā)生變化，引起各種化學(xué)變化（斷裂、裂解、氧化、還原、分解、化合）和物理變化（溶解、吸附、乳化、分散等）。另外，空泡胞的本征變化頻率與超聲波的振動(dòng)頻率相等時(shí)，便可產(chǎn)生共振，共振的空腔泡內(nèi)因聚集了大量的熱能，這種熱能足以能使周圍物質(zhì)的化學(xué)鍵斷裂而引起一系列的化學(xué)、物理變化等，理論上講“空腔泡”對(duì)清洗對(duì)象的強(qiáng)烈的作用稱為“空化作用”。

由于超聲波的空化作用，其清洗效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其它清洗手段所能達(dá)到的清洗效果。清洗效果比較（根據(jù)資料報(bào)導(dǎo)）所示：超聲波清洗法達(dá)到100%，刷洗（用化學(xué)溶劑）為90%，蒸氣清洗（化學(xué)溶劑）為35%，從上看出，超聲波清洗是最有效的清洗手段。

2操作方法

2．1將污染的醫(yī)療器械回上后，有軸節(jié)的，如剪刀、血管鉗等串在U型支架上，使軸節(jié)部位充分張開，然后和無(wú)軸節(jié)的醫(yī)療器械一并放入500-1000MG/L有效氯溶液中浸泡30分鐘后取出清水沖凈。

2．2將20G必潔美（多種生物酶）加入4公升常溫水中（適宜溫度20-50）使本品迅速溶解后，倒入超聲波清洗槽內(nèi)，再將醫(yī)療器械全部浸入溶液中，溶液量及濃度視物品量及污染情況而加減。

2．3將通電源開機(jī)運(yùn)行3-5分鐘，取出后用常水或熱常水沖洗潔凈即可。

2．4將清洗潔凈后器械烘干，上油并盡快打包，以免再度污染。

3使用超聲波清洗器的注意事項(xiàng)

3．1洗滌槽內(nèi)注入適量水，液面大于4CM，嚴(yán)禁無(wú)水運(yùn)行。

3．2機(jī)器運(yùn)行中嚴(yán)禁改變功率，如需要改變功率，必須關(guān)電源，再調(diào)強(qiáng)、弱開關(guān)。

3．3在運(yùn)行中，清洗液的溫度小于60℃，一旦大于60℃，必須降溫，以免損壞換能器，一般溫度保持在40-45℃，如低于40，則會(huì)降低清洗效果，高于45℃，會(huì)導(dǎo)致細(xì)菌蛋白質(zhì)凝固，同樣會(huì)降低清洗效果。

3．4如起動(dòng)有故障，不能強(qiáng)行再開機(jī)。

3．5放置物品要輕，重的物品不能直接放在槽板上，而要用支架懸浮清洗，與底板距離2-3CM，物品要完全浸泡在清洗液中。

篇4

關(guān)鍵詞：超聲波檢測(cè)；衍射成像；缺陷檢測(cè)

中圖分類號(hào)：TG115.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1000－8136（2012）03－0054－02

1 超聲波檢測(cè)的基本原理

新型的超聲波技術(shù)TOFD是一種可以精確測(cè)量部件內(nèi)部缺陷與平面曲線在壁厚方向上的高度的技術(shù)，其操作簡(jiǎn)單直觀，與以往的超聲波技術(shù)不同。目前采用的TOFD技術(shù)是利用固體中聲波傳遞最快的縱波在缺陷端實(shí)現(xiàn)衍射來(lái)進(jìn)行測(cè)量的，如在焊接縫的兩側(cè)利用一對(duì)尺寸、頻率、角度相同的縱波斜向探頭并使其位置對(duì)稱，一個(gè)作為發(fā)射端、一個(gè)則為接收端。發(fā)射端的縱波從側(cè)面進(jìn)入到被檢測(cè)的焊縫中。無(wú)缺陷的時(shí)候接收端接收到沿著時(shí)間表面?zhèn)鞑サ膫?cè)向波與底面發(fā)射波。而存在缺陷的部位在上述兩個(gè)波之外還會(huì)接收到缺陷位置所產(chǎn)生的衍射波。這就是超聲波衍射檢測(cè)的基本原理。

2 超聲波成像技術(shù)在壓力容器檢測(cè)過(guò)程

2.1 檢測(cè)過(guò)程

2.1.1 檢測(cè)設(shè)備準(zhǔn)備

采用TOFD的檢測(cè)需要利用計(jì)算機(jī)、軟件系統(tǒng)、探頭與之間等幾個(gè)部分組成，為了適應(yīng)壓力容器的檢測(cè)，需要根據(jù)檢驗(yàn)對(duì)象的材料、厚度等進(jìn)行組合與應(yīng)用。具體需要注意以下幾個(gè)方面：探頭型號(hào)選擇，如對(duì)75 mm以下容器壁進(jìn)行檢測(cè)需要的探頭為單探頭，檢測(cè)鐵素體鋼材時(shí)應(yīng)根據(jù)相關(guān)的規(guī)范進(jìn)行選擇，而對(duì)奧氏體或者其他高衰減的材料應(yīng)降低探頭的頻率或者增加晶片的大小。如對(duì)75 mm以上的容器壁進(jìn)行檢測(cè)一定要采用組合的方式進(jìn)行掃描，其組合的方式應(yīng)按照相關(guān)的規(guī)范選擇；探頭距離選擇：在檢測(cè)前應(yīng)對(duì)所選用的探頭的距離進(jìn)行調(diào)試，以此獲得最佳的檢測(cè)效果，超聲波檢測(cè)的最佳探頭距離應(yīng)按照?qǐng)D1所示，并利用公式PCS＝2dtgθ進(jìn)行計(jì)算，其中d是缺陷深度；θ則是探頭的角度。

圖1 檢測(cè)探頭間距選擇

增益性校對(duì)，采用超聲波衍射檢測(cè)雖然不是在波幅的基礎(chǔ)上進(jìn)行檢測(cè)和定量分析，但是增益對(duì)儀器的靈敏度影響較大，因此必須在具有合適的增益保證下完成，才能在掃描中發(fā)現(xiàn)缺陷。多數(shù)檢測(cè)中，單個(gè)超聲波探頭組的增益設(shè)置是將表面的波高達(dá)到滿屏的40%～90%，以此保證測(cè)量的效果。

對(duì)聲速和探頭角度的校對(duì)，聲波在不同材料中傳遞的速度不同，因此檢測(cè)前應(yīng)對(duì)聲波的速度進(jìn)行校對(duì)，另外探頭的楔塊在多次使用后會(huì)產(chǎn)生磨損，探頭的角度會(huì)發(fā)生微量改變，檢測(cè)前必須對(duì)此進(jìn)行校正，聲波速度與探頭角度可以通過(guò)橫通孔來(lái)完成調(diào)整。

2.2 檢測(cè)軟件與硬件配置

在開始進(jìn)行檢測(cè)前應(yīng)對(duì)軟件與硬件設(shè)備進(jìn)行檢查，主要是調(diào)整其主要參數(shù)使之符合檢測(cè)需求，如：采樣率、掃描間距、速度等。采樣率選擇在50 mm內(nèi)時(shí)應(yīng)選擇A－掃描信號(hào)之間最大采樣間隔通常為1 mm；對(duì)于壁厚較大的容器，A－掃描信號(hào)之間最大的采用間隔可以為2 mm；掃描距離設(shè)定，按照被檢容器的尺寸和超速設(shè)備的內(nèi)存來(lái)設(shè)定檢測(cè)是掃描的距離；掃描速度設(shè)定，設(shè)定合理的掃描速度主要是在保證高效的前提下控制檢測(cè)的質(zhì)量，保證不丟失數(shù)據(jù)。掃描速度應(yīng)根據(jù)耦合能力和電子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力而定，通常B－掃描數(shù)據(jù)丟失不會(huì)超過(guò)整個(gè)掃描檢查量的5%，而且不要出現(xiàn)連續(xù)丟失的情況。

2.3 檢測(cè)操作過(guò)程

將發(fā)射探頭和接收探頭分別放置在壓力容器焊縫的兩側(cè)，首先沿著焊縫進(jìn)行B－掃描，如焊縫、熱影響區(qū)沒(méi)有缺陷的時(shí)候，會(huì)觀察到2個(gè)超聲波信號(hào)，一個(gè)是聲波在表面?zhèn)鞑サ拿}沖信號(hào)；一個(gè)是時(shí)間底部反射的聲波信號(hào)，兩個(gè)脈沖信號(hào)應(yīng)位于發(fā)射探頭和接收探頭之間的最短與最長(zhǎng)聲波程內(nèi)。兩個(gè)信號(hào)是檢測(cè)的基本參考信號(hào)，如果焊縫中存在缺陷，超聲波的大部分能量就會(huì)在缺陷的表面出現(xiàn)反射，而一部分能量則會(huì)在缺陷的上下端產(chǎn)生衍射效應(yīng)，且會(huì)被接收端檢測(cè)出來(lái)。因?yàn)锽－掃描不能確定缺陷距離探頭的中心位置，因此在第一次掃描后應(yīng)針對(duì)存在缺陷的位置進(jìn)行二次掃描，此次應(yīng)垂直與焊縫的方向進(jìn)行D－掃描，完成后保存資料為成像做準(zhǔn)備。

3 超聲波成像技術(shù)的應(yīng)用

利用超聲波進(jìn)行檢測(cè)結(jié)束后就會(huì)形成一個(gè)圖形，見(jiàn)圖2，并可以獲得相應(yīng)的形狀、尺寸等數(shù)據(jù)，在對(duì)成像進(jìn)行分析的時(shí)候主要分為兩步。

第一步：根據(jù)圖像對(duì)缺陷進(jìn)行的定性分析，即確定其性質(zhì)，依據(jù)的是圖像的形狀和密集程度等；第二步：根據(jù)圖像對(duì)缺陷進(jìn)行定量分析，主要包括尺寸、位置等參數(shù)信息，缺陷的高度則是利用其上下端的衍射信號(hào)的時(shí)間差進(jìn)行計(jì)算獲得，應(yīng)注意的是上下端的回波位置是相反的，缺陷長(zhǎng)度則是利用成像獲得，深度是利用表面波與缺陷上端的衍射波的時(shí)間差計(jì)算獲得，缺陷距離探頭中心線的距離利用D－掃描求出。至此就可對(duì)壓力容器中所存在的缺陷進(jìn)行全面的定量分析，從而指導(dǎo)選擇處理措施。

4 結(jié)束語(yǔ)

利用超聲波衍射探測(cè)是一種較先進(jìn)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，其檢測(cè)所形成的直觀的形象化圖像可以明確的對(duì)壓力容器部件上的缺陷進(jìn)行描述，利用計(jì)算機(jī)來(lái)處理數(shù)據(jù)更可以很快的對(duì)缺陷完成定性與定量的分析。

參考文獻(xiàn)：

［1］陳偉，詹紅慶，楊貴武.超聲圖像缺陷檢測(cè)新方法［J］.無(wú)損檢測(cè)，2010（06）.

［2］郝曉軍，牛曉光，郝紅衛(wèi)，代真，郭立峰.結(jié)合TOFD與脈沖反射法的復(fù)合超聲檢測(cè)系統(tǒng)的研制［J］.無(wú)損檢測(cè)，2010（01）.

［3］孔立峰，李樹學(xué)，羅光華，楊景標(biāo).TOFD檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用［J］.河北工業(yè)科技，2009（03）.

Ultrasound Imaging Technology’s Application in the Pressure Vessel Inspection

Yao Mengxi, Li Dan

Abstract: The ultrasonic imaging technology can intuitively reflect the actual shape of detection defects, and can use computer software to complete the qualitative and quantitative description, and obtain good results in the pressure vessel inspection.

篇5

超聲波技術(shù)在各行各業(yè)中都有運(yùn)用到，分為檢測(cè)超聲和功率超聲，檢測(cè)超聲中超聲作為信號(hào)使用，如B超，雷達(dá)，水聲應(yīng)用。功率超聲就是大功率超聲，利用聲能的機(jī)械作用，熱作用，空化作用，生物醫(yī)學(xué)作用（粉碎，乳化等），化學(xué)作用?？梢詰?yīng)用來(lái)進(jìn)行超聲焊接，超聲化學(xué)，超聲清洗，超聲加工（打孔，雕刻，拋光等等），超聲治療，超聲手術(shù)，超聲美容，超聲波與超聲懸浮。

【關(guān)鍵詞】超聲波 超聲波霧化加濕技術(shù) 暖通空調(diào)

科學(xué)家們將每秒鐘振動(dòng)的次數(shù)稱為聲音的頻率，它的單位是赫茲（Hz）。我們?nèi)祟惗淠苈牭降穆暡l率為20Hz～20000Hz。當(dāng)聲波的振動(dòng)頻率小于20Hz或大于 20000Hz時(shí)，我們便聽不見(jiàn)了。因此，我們把頻率高于20000赫茲的聲波稱為“超聲波”。

1.暖通空調(diào)的趨勢(shì)

暖通空調(diào)是結(jié)合了采暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)等功能為一體的新型空調(diào)產(chǎn)品。隨著我國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我們國(guó)家在建筑方面使用的能耗已約占全社會(huì)能耗的28%左右，那么在建筑節(jié)能方面越來(lái)越受到國(guó)家和各部門的重視。目前在我國(guó)實(shí)施建筑節(jié)能65%的標(biāo)準(zhǔn)，暖通空調(diào)系統(tǒng)作為辦公樓、住宅的耗能大戶，暖通空調(diào)對(duì)整個(gè)建筑物的能耗有著直接的影響。所以，暖通空調(diào)的發(fā)展受到了多方面的關(guān)注。

1.1節(jié)能環(huán)保成為行業(yè)趨勢(shì)

暖通空調(diào)作為消耗資源大的生活用品，那么暖通空調(diào)在節(jié)能的社會(huì)環(huán)境下受到了廣泛關(guān)注。隨著暖通空調(diào)行業(yè)的不斷發(fā)展，產(chǎn)品的發(fā)展布局正在悄然發(fā)生變化。低碳節(jié)能已經(jīng)成為暖通空調(diào)的基本要求。暖通空調(diào)的生產(chǎn)正在朝著新能源、代替能源的方向發(fā)展。

節(jié)能環(huán)保時(shí)代的到來(lái)，為我們企業(yè)的發(fā)展提出新的要求。以能源為主的大型企業(yè)應(yīng)該作為行業(yè)的領(lǐng)頭羊率先發(fā)展新的節(jié)約能源或者代替能源在空調(diào)領(lǐng)域的發(fā)展。小企業(yè)在這里將迎來(lái)的是挑戰(zhàn)，緊隨著時(shí)代的要求發(fā)展。所以說(shuō)暖通空調(diào)迎來(lái)的是行業(yè)的趨勢(shì)。

1.2空調(diào)產(chǎn)品注重體驗(yàn)

目前暖通空調(diào)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)更加注重用戶的舒適體驗(yàn)，通過(guò)優(yōu)化后的空調(diào)，來(lái)改善室內(nèi)環(huán)境。實(shí)現(xiàn)溫度、濕度、凈空氣、風(fēng)向可控，帶給用戶提供更加舒適的生活環(huán)境。

2.超聲波運(yùn)用在空調(diào)中是對(duì)消費(fèi)者需求滿足

我們可以看出消費(fèi)者對(duì)空調(diào)的主要要求是在：換氣功能、殺菌功能、除濕功能、除甲醛功能和只能控溫。那么一般的市場(chǎng)上的空調(diào)的主要作用在于控溫，不具備以上等功能。但是超聲波技術(shù)運(yùn)用在空調(diào)領(lǐng)域呢？我們從上文的論述中可以看出，超聲波的主要功能就有殺菌功能、除濕功能和除甲醛功能。能滿足消費(fèi)者的需求，同樣在空調(diào)領(lǐng)域有新的開篇，能順應(yīng)時(shí)代的要求，是超聲波運(yùn)用于空調(diào)領(lǐng)域的價(jià)值最高體現(xiàn)。

3.超聲波霧化加濕技術(shù)運(yùn)用于暖通空調(diào)領(lǐng)域

理論研究表明，在振幅相同的條件下，一個(gè)物體振動(dòng)的能量與振動(dòng)頻率成正比，超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率很高，因而能量很大。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，超聲技術(shù)成為與機(jī)械、物理、電子等多學(xué)科相聯(lián)系的高新技術(shù)，這取決于超聲波頻率高、波長(zhǎng)短，具有傳播方向性強(qiáng)，遇到障礙物易反射的特點(diǎn)的這些特點(diǎn)使得超聲波技術(shù)在暖通空調(diào)中也有著廣泛的應(yīng)用。在霧化加濕、增強(qiáng)除垢、促進(jìn)換熱傳遞等多方面有可嘉的研究成果。本文介紹超聲波技術(shù)在暖通空調(diào)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀。

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的提高，人民的生活水平也不斷的提高，人們對(duì)自己房間的空氣的品質(zhì)也越來(lái)越關(guān)注。然而空氣的濕度是一個(gè)很重要的環(huán)境衡量參數(shù)。室內(nèi)空氣濕度底的話空氣十分的干燥很容易就會(huì)引起口腔、鼻子、呼吸道黏膜的干燥。這樣的話會(huì)降低我們的呼吸道的生理防線會(huì)讓我們更容易的感冒。有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)表面皮層的龜裂，使皮膚出現(xiàn)掉皮現(xiàn)象。另外在生活中的部分生產(chǎn)中，則需要保持一個(gè)良好的穩(wěn)定的濕度環(huán)境，濕度不合適會(huì)影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，嚴(yán)重的還會(huì)造成生產(chǎn)事故（如紡織車間、花炮原材料生產(chǎn)車間等），因此加濕技術(shù)得到很大的關(guān)注。

3.1常用的加濕技術(shù)有很多種，有離心加濕，濕膜加濕、壓噴霧加濕、電加濕、汽水混合加濕、超聲波加濕等。

3.2超聲波加濕噪音小、產(chǎn)生的水霧度底、清潔度高；而且水霧中含有大量的負(fù)離子，并且可以有效的吸收空氣中的甲醛，尼古丁等有害氣體，再增加空氣好的濕度的同時(shí)還凈化了空氣提升的空氣的質(zhì)量。如今超聲波加濕器早于廣泛的應(yīng)用于家庭，特別是在我國(guó)的北方地區(qū)，在冬季室內(nèi)干燥所以應(yīng)用的特廣泛。超聲波技術(shù)還用于中央空調(diào)的清潔、加濕、除靜電。保持環(huán)境濕度的同時(shí)還給了大家一個(gè)高品質(zhì)的空氣，從而提高了人們的身體健康指數(shù)。

3.3超聲波加濕技術(shù)有兩種，一種是通過(guò)超聲波霧化噴頭實(shí)現(xiàn)；另一種是通過(guò)用換能器的機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生超聲波霧化液體。

3.4換能器機(jī)械振動(dòng)引起超聲霧化是利用高頻激勵(lì)電路產(chǎn)生高頻電信號(hào)，并通過(guò)換能器轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)。關(guān)于超聲霧化形成的原理，有著不同的理論，一種理論說(shuō)超聲信號(hào)傳播到液體中，超聲波在液體中傳播，在液體里發(fā)生空化，引起了微波導(dǎo)致了液體打霧化形成。另一種理論被稱為超聲波在液體中傳播，表面波不穩(wěn)定引起的表面張力波導(dǎo)致霧的，這種理論被叫為張力波理論。

利用超聲波霧化噴頭實(shí)現(xiàn)超聲霧化加濕技術(shù)，其原理是利用聲波共振原理，當(dāng)壓縮的空氣撞擊共振腔時(shí)，氣流的出口與共振腔之間產(chǎn)生聲波，而聲波又在共振腔內(nèi)產(chǎn)生反射形成共振，當(dāng)共振的頻率達(dá)到超聲波的頻率時(shí)，水就能得到很好的霧化。

3.5超聲霧化液體可以讓我們得到均勻且大小可控的的霧滴，并且會(huì)隨著聲波頻率的提高而使霧滴的尺寸變得越小，超聲波霧化效果還受超聲波的強(qiáng)度影響，超聲強(qiáng)度越大，霧化量越就越大。

地暖毛細(xì)管網(wǎng)、恒溫恒濕的空調(diào)系統(tǒng)可以更好改善室內(nèi)環(huán)境。超聲波運(yùn)用在暖通空調(diào)中可以幫助用戶吸收室內(nèi)的煙味、甲醛、增濕等功能在很大程度上滿足客戶的需求。在追求節(jié)能環(huán)保的同時(shí)，暖通空調(diào)更加注重人體功能學(xué)設(shè)計(jì)，開發(fā)多種人性化功能，滿足消費(fèi)者的多方面需求。推動(dòng)著暖通空調(diào)行業(yè)不斷可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

篇6

本導(dǎo)盲系統(tǒng)主要由單片機(jī)控制電路，太陽(yáng)能供電電路，以及報(bào)警裝置等組成。系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框見(jiàn)圖2。

1．1單片機(jī)控制電路單片機(jī)控制電路主要由單片機(jī)進(jìn)行控制，包括超聲波發(fā)射電路與接收電路，其電路圖見(jiàn)圖3。其中stm32f103為單片機(jī)，TVG為時(shí)間電壓增益控制器，PreAmpH和PreAmpL分別為高頻通道和低頻通道的前置放大器，BPH和BPL分別為高低頻通道帶通濾波器。單片機(jī)控制電路采用收發(fā)一體式的超聲波傳感器。當(dāng)單片機(jī)接到啟動(dòng)命令后，立即從I/O口發(fā)送出一串頻率約為40KHz的高頻信號(hào)，而后發(fā)送出一串頻率約為25KHz的低頻率信號(hào)，同時(shí)計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，這兩種頻率的信號(hào)被功率放大后，推動(dòng)超聲波換能器發(fā)出兩種頻率的超聲波。發(fā)出的超聲波遇到障礙物反射后，形成回波，回波經(jīng)由前置放大、帶通濾波及檢波后，形成高頻回波脈沖和低頻回波脈沖。由于高頻聲波先發(fā)出，對(duì)同一目標(biāo)，高頻回波脈沖先到達(dá)接收器，因此用高頻超聲波探測(cè)近距離的目標(biāo);而遠(yuǎn)處的目標(biāo)由于高頻超聲波被空氣吸收而大幅衰減，所以回波只有低頻聲波?；夭ㄐ盘?hào)傳到單片機(jī)后計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)，通過(guò)發(fā)射接收超聲波的時(shí)間差就可計(jì)算出障礙物的距離。由于溫度對(duì)超聲波傳播的影響較大，因此還必須及時(shí)對(duì)聲速進(jìn)行修正?？諝庵新曀倥c溫度的關(guān)系為。因此需要在上述超聲波發(fā)射接收電路中加入一個(gè)數(shù)字溫度傳感器Ds18B20，實(shí)時(shí)檢測(cè)環(huán)境溫度，并將通過(guò)傳感器將測(cè)得的溫度T轉(zhuǎn)化為一個(gè)與其成正比的頻率信號(hào)f，傳至單片機(jī)處理后來(lái)修正聲速，從而使測(cè)得的距離更精確。

1．2供電裝置供電模塊由太陽(yáng)能電池板、太陽(yáng)能控制器以及可充電的鎳氫蓄電池等組成。將太陽(yáng)能電池板置于導(dǎo)盲儀外部，產(chǎn)生的直流電為主控制電路供電，并將多余電量貯存在蓄電池中。目前常用的太陽(yáng)能電池為硅太陽(yáng)電池，其工作原理是:當(dāng)入射光能量大于硅的禁帶寬度時(shí)，會(huì)在其內(nèi)部形成電子-空穴對(duì)，在結(jié)電場(chǎng)的作用下，大部分光生空穴被推到P區(qū)，而光生電子被推到N區(qū)。隨著太陽(yáng)光的不斷照射，光生電子和空穴會(huì)在N區(qū)和P區(qū)不斷積累，從而在兩側(cè)產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的電位差，即光生電動(dòng)勢(shì)。太陽(yáng)能供電模塊工作框圖見(jiàn)圖4。

1．3報(bào)警裝置報(bào)警裝置采用HYV040語(yǔ)音芯片，它是一款功能強(qiáng)大的語(yǔ)音編程芯片，抗干擾能力強(qiáng)，性能穩(wěn)定，具有自動(dòng)節(jié)電控制功能，將導(dǎo)盲儀的所有探測(cè)距離需要播放的語(yǔ)音(如“前方障礙物距離為1米”)按不同結(jié)果錄制好，通過(guò)語(yǔ)音芯片配套的語(yǔ)音編程軟件直接下載到OTP存儲(chǔ)器中永久儲(chǔ)存。將經(jīng)過(guò)單片機(jī)計(jì)算出的障礙物距離傳至語(yǔ)音芯片，芯片中的程序根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)的處理結(jié)果判斷并選擇要播放的語(yǔ)音段，并將聲音信號(hào)送到輸出端，通過(guò)揚(yáng)聲器來(lái)播放障礙物距離。

2軟件設(shè)計(jì)

該導(dǎo)盲儀的軟件設(shè)計(jì)主要由主程序、超聲波發(fā)射接收子程序和數(shù)據(jù)處理子程序等組成，其控制核心為stm32f103單片機(jī)。單片機(jī)控制超聲波傳感器先發(fā)射10～16個(gè)完整波形的高頻超聲波，然后發(fā)射4～8個(gè)完整波形的低頻超聲波，并啟動(dòng)定時(shí)器定時(shí)，當(dāng)檢測(cè)到高頻或低頻回波時(shí)計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)，讀取時(shí)間差。同時(shí)溫度傳感器將檢測(cè)的環(huán)境溫度轉(zhuǎn)化成頻率信號(hào)傳至單片機(jī)以修正聲速，從而計(jì)算出障礙物的距離。探測(cè)結(jié)果傳至語(yǔ)音芯片，判斷并選擇要播放的語(yǔ)音段，播放障礙物距離以提醒盲人。

3聲場(chǎng)模擬分析

超聲波聲場(chǎng)即充滿超聲波的空間，超聲場(chǎng)中的聲壓分布可以反映超聲波的聲場(chǎng)特性。超聲波某一點(diǎn)在某一瞬間所具有的壓強(qiáng)與超聲波聲場(chǎng)不存在時(shí)同一位置的靜態(tài)壓強(qiáng)之差稱為該點(diǎn)的聲壓。為研究不同頻率的超聲波傳播時(shí)的超聲場(chǎng)分布情況，用水作為傳播介質(zhì)，采用直徑12mm的超聲波換能器，利用matlab軟件對(duì)不同頻率的超聲波聲場(chǎng)進(jìn)行仿真，得到的聲壓分布圖見(jiàn)圖6。從圖6中可以看出，頻率高的超聲波輻射范圍小，但聲能集中在中心軸線的能力提高，測(cè)量精度高，因此適用于探測(cè)近處的物體。而頻率低的超聲波輻射范圍廣，可以到達(dá)遠(yuǎn)處目標(biāo)，因此可以用來(lái)探測(cè)遠(yuǎn)處的物體。

4結(jié)論

篇7

關(guān)鍵詞：超聲波探傷；鋼結(jié)構(gòu)；焊縫

由于鋼結(jié)構(gòu)具有重量輕、強(qiáng)度高、剛度大等特征，目前已在煉油、石油化工、建筑、橋梁、場(chǎng)館、水電等工程中廣泛應(yīng)用。在制作并安裝鋼結(jié)構(gòu)過(guò)程中，需要通過(guò)焊接工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)，而超聲波探傷技術(shù)作為確保鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量的根本保障，當(dāng)前在鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品中的應(yīng)用廣泛。以下將對(duì)具體內(nèi)容進(jìn)行分析與闡述。

一、超聲波探傷技術(shù)的特征與應(yīng)用范圍

1、超聲波探傷技術(shù)的特征

所謂超聲波，主要指超聲振動(dòng)通過(guò)介質(zhì)進(jìn)行傳播，實(shí)際上就是在彈性介質(zhì)中，以波動(dòng)形式進(jìn)行的機(jī)械振動(dòng)，其振動(dòng)頻率大于20KHz。通過(guò)應(yīng)用超聲波探傷技術(shù)，可檢測(cè)厚度大的鋼結(jié)構(gòu)材料，其檢測(cè)速度快、成本低，可準(zhǔn)確定位、定量缺陷，對(duì)人體不會(huì)產(chǎn)生任何危害，同時(shí)提高大面積缺陷的檢測(cè)效率。因此，當(dāng)前超聲波探傷技術(shù)已成為無(wú)損檢測(cè)的主要途徑，在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)實(shí)踐中廣泛應(yīng)用。超聲波探傷技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)焊接中的應(yīng)用，具體特點(diǎn)分析如下：

①當(dāng)超聲波處于介質(zhì)中，一旦遇到界面攔截，就會(huì)產(chǎn)生反射；

②超聲波的傳播力度較大，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較強(qiáng)的穿透力；

③超聲波的振動(dòng)頻率越高，指向性就越好；

④超聲波的衰減、聲速、阻抗等特征，給超聲波的運(yùn)用提供了更多信息。

2、超聲波探傷技術(shù)的應(yīng)用范圍

當(dāng)前，超聲波探傷技術(shù)的應(yīng)用廣泛，尤其在工業(yè)無(wú)損檢測(cè)中發(fā)揮重要作用。超聲波探傷技術(shù)，可應(yīng)用于各種鋼結(jié)構(gòu)的軋制件、鍛件、鑄件、焊縫等；（以及）機(jī)械零件、電站設(shè)備、鍋爐、船體、結(jié)構(gòu)件等，也可應(yīng)用超聲波探傷技術(shù)。超聲波探傷技術(shù)既可采取自動(dòng)化方式，也可采取手動(dòng)方式。以物理性能檢驗(yàn)角度來(lái)看，利用超聲波探傷技術(shù)，可檢測(cè)材料的厚度、硬度、深度、液位、流量、晶粒度等參數(shù)。

二、鋼結(jié)構(gòu)焊縫的評(píng)定與檢驗(yàn)

在鋼結(jié)構(gòu)的鋼板中，一般要求應(yīng)用超聲波對(duì)全焊透的一級(jí)焊縫、二級(jí)焊縫進(jìn)行探傷。如果應(yīng)用超聲波探傷難以做出準(zhǔn)確判斷，則采取射線探傷方式。實(shí)際上，超聲波探傷并不是鋼結(jié)構(gòu)焊縫的唯一檢驗(yàn)辦法，如果難以確定缺陷，也可借助更多輔助探傷方法。

對(duì)于一級(jí)焊縫與二級(jí)焊縫，應(yīng)用超聲波探傷時(shí)，需先確定其評(píng)定等級(jí)和檢驗(yàn)等級(jí)。一級(jí)焊縫的評(píng)定等級(jí)是Ⅱ級(jí)，二級(jí)焊縫的評(píng)定等級(jí)是Ⅲ級(jí)；一級(jí)焊縫的檢驗(yàn)等級(jí)是B級(jí)，二級(jí)焊縫的檢驗(yàn)等級(jí)也是B級(jí)。在實(shí)際進(jìn)行超聲波探傷檢測(cè)過(guò)程中，其檢驗(yàn)等級(jí)則分為A、B、C三個(gè)等級(jí)，一般鋼結(jié)構(gòu)中的焊縫超聲波探傷采取B級(jí)檢驗(yàn)。以下將對(duì)B級(jí)檢驗(yàn)進(jìn)行重點(diǎn)分析：

對(duì)于B級(jí)檢驗(yàn)來(lái)說(shuō)，原則上從某一角度，將探頭在焊縫的單面實(shí)行雙側(cè)探測(cè)，同時(shí)檢測(cè)整個(gè)焊縫的截面。如果鋼材的厚度＞0.1m，則采取雙面雙側(cè)檢驗(yàn)方式；由于受到幾何條件的影響，可以在鋼結(jié)構(gòu)焊縫的雙面單側(cè)，采取分別兩個(gè)角度的探頭探傷；條件允許情況下，可以檢驗(yàn)橫向缺陷。一級(jí)焊縫的探傷比例是100%，二級(jí)焊縫的探傷比例是20%。有關(guān)探傷比例的具體計(jì)算方法為：工廠制作的鋼結(jié)構(gòu)焊縫，按照每條焊縫計(jì)算百分比，同時(shí)保持探傷長(zhǎng)度＞200mm；如果焊縫長(zhǎng)度不足200mm，則需要整條焊縫探傷處理。現(xiàn)場(chǎng)制作的鋼結(jié)構(gòu)焊縫，應(yīng)根據(jù)類型的不同而決定。相同施焊條件下，計(jì)算焊縫條數(shù)的百分比，探傷長(zhǎng)度應(yīng)200mm，且不少于一條焊縫；應(yīng)該注意的是，在實(shí)際鋼結(jié)構(gòu)焊接的探傷應(yīng)用中，很多檢測(cè)人員經(jīng)常出現(xiàn)失誤。應(yīng)該對(duì)工廠制作的焊縫進(jìn)行逐一檢測(cè)，可以按照每條焊縫長(zhǎng)度的20%實(shí)行探傷，同時(shí)滿足探傷長(zhǎng)度的要求。對(duì)于在現(xiàn)場(chǎng)制作的鋼結(jié)構(gòu)焊縫，可以根據(jù)焊縫條數(shù)來(lái)計(jì)算準(zhǔn)確的探傷比例，但也要滿足探傷條數(shù)與長(zhǎng)度的相關(guān)要求。

三、鋼結(jié)構(gòu)焊接缺陷的識(shí)別

對(duì)于焊縫中常見(jiàn)的幾種缺陷，回波特性有所不同，現(xiàn)具體分析如下：

1、氣孔

在鋼結(jié)構(gòu)焊接過(guò)程中，由于焊接池中的高溫，吸收了大量的氣體；或者由于冶金而產(chǎn)生的氣體，在徹底凝固之前沒(méi)有溢出，而是殘留在焊縫金屬中，產(chǎn)生空穴現(xiàn)象，多以橢球形或者球形呈現(xiàn)。鋼結(jié)構(gòu)的氣孔可以分為密集氣孔與單個(gè)氣孔兩種形式；密集氣孔產(chǎn)生的超聲波為一簇反射波形式，波高會(huì)隨著氣孔的大小而有所不同，當(dāng)探頭進(jìn)行定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生“此起彼落”的現(xiàn)象；單個(gè)氣孔產(chǎn)生的超聲波較為穩(wěn)定，回波較低，無(wú)論從哪個(gè)方向進(jìn)行探測(cè)，反射波基本相同，一旦探頭發(fā)生移動(dòng)，則反射波立刻消失。

2、裂紋

鋼結(jié)構(gòu)中的裂紋，主要是在焊接過(guò)程中或者焊接之后，在母材、焊縫等位置出現(xiàn)破裂而產(chǎn)生的縫隙。如果超聲波遇到裂紋，則波幅較寬、回波高度大，同時(shí)出現(xiàn)多峰現(xiàn)象；當(dāng)平行移動(dòng)探頭時(shí)，會(huì)出現(xiàn)反射波，波幅發(fā)生變動(dòng)；而轉(zhuǎn)動(dòng)探頭時(shí)，會(huì)出現(xiàn)波峰上下錯(cuò)動(dòng)的現(xiàn)象。

3、夾渣

鋼結(jié)構(gòu)焊接中的夾渣問(wèn)題，主要是殘留在金屬中的熔渣或者非金屬夾雜物，夾渣表面呈現(xiàn)不規(guī)則狀態(tài)。夾渣可分為條狀?yuàn)A渣與點(diǎn)狀?yuàn)A渣。條狀?yuàn)A渣的回波信號(hào)以鋸齒狀為主，這種方式的反射率較低、波幅較低，波形以樹枝狀為主；當(dāng)平行移動(dòng)探頭時(shí)，波幅就會(huì)出現(xiàn)變動(dòng)，從不同方向進(jìn)行探測(cè)，反射波幅有所不同；點(diǎn)狀?yuàn)A渣的回波信號(hào)則同點(diǎn)狀氣孔基本類似。

4、未熔合

未熔合主要是母材和填充金屬之間沒(méi)能熔合，或者金屬層之間沒(méi)能熔合。未熔合現(xiàn)象的反射波特征如下：進(jìn)行兩側(cè)探測(cè)時(shí)，反射波的波幅有所不同，有時(shí)僅能從單側(cè)探測(cè)；當(dāng)探頭平行移動(dòng)時(shí)，波形則較為穩(wěn)定。

5、未焊透

未焊透主要指鋼結(jié)構(gòu)的焊接部分，金屬?zèng)]有完全熔透。一般未焊透現(xiàn)象出現(xiàn)在焊縫的中心線位置，長(zhǎng)度較長(zhǎng)。在超聲波探傷過(guò)程中，平行移動(dòng)探頭，未焊透的波形較為穩(wěn)定；而從兩側(cè)進(jìn)行焊縫探傷時(shí)，則可獲得基本一致的反射波幅。

四、非焊接缺陷的識(shí)別

在應(yīng)用超聲波探傷技術(shù)過(guò)程中，一些較為明顯的反射回波來(lái)自非焊縫缺陷，具體分析如下：

1、加強(qiáng)層

當(dāng)采用超聲波探傷技術(shù)探測(cè)到加強(qiáng)層時(shí)，會(huì)出現(xiàn)變形反射回波或者反射回波。具體識(shí)別方法為：利用蘸有化學(xué)糨糊或者機(jī)油的毛刷，反復(fù)拍打反射回波位置，此時(shí)儀器顯示屏上的脈沖信號(hào)就會(huì)出現(xiàn)上下跳動(dòng)，進(jìn)而進(jìn)行判斷。

2、錯(cuò)邊

在鋼結(jié)構(gòu)焊縫兩側(cè)，由于工件的厚度差異或者裝配失誤等，容易出現(xiàn)錯(cuò)位現(xiàn)象。如果超聲波到達(dá)錯(cuò)邊的位置，就會(huì)產(chǎn)生邊角反射回波。當(dāng)通過(guò)焊縫的單面實(shí)行兩側(cè)探測(cè)時(shí)，就可在一側(cè)獲得較強(qiáng)的反射回波信號(hào)，而另一側(cè)的反射回波信號(hào)則明顯降低。

3、焊瘤

在正常鋼結(jié)構(gòu)焊接中，多余的部分即焊瘤。當(dāng)探頭從焊瘤的兩側(cè)進(jìn)行分別檢測(cè)，都可能出現(xiàn)反射回波，一般對(duì)于焊瘤的超聲波探傷，反射波出現(xiàn)在底面反射回波之后。

參考文獻(xiàn)：

[1] 卓成敏.高層鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作的幾個(gè)質(zhì)量控制點(diǎn) [J].科技致富向?qū)В?011，（4）.

[2] 杜濤，崔士起，張秀芹，等.鋼結(jié)構(gòu)焊縫超聲波探傷結(jié)果影響因素的介紹 [J].四川建筑科學(xué)研究，2007，（4）.

[3] 孫鐘.溫度對(duì)超聲波探傷缺陷定位、定量的影響研究 [J].大連：大連理工大學(xué)，2009.

[4] 張輝.對(duì)接焊縫錯(cuò)邊處超聲波探傷應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題 [J].無(wú)損檢測(cè)，2007，（6）.

[5] 孫生玉.鋼結(jié)構(gòu)焊接中的常見(jiàn)問(wèn)題探討 [J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2009，（2）.

篇8

超聲波圖像也會(huì)因設(shè)定而產(chǎn)生不同的結(jié)果，包括：探頭頻率、掃描方向、掃描深度。因此解譯一張超聲波圖像，不只要有對(duì)圖像范圍內(nèi)組織與器官特性的了解，還要配合儀器的操作與設(shè)定，才能順利解譯圖像所代表的意義。三維超聲波圖像技術(shù)在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中具有相當(dāng)重要的作用。本文在分析二維超聲波成像的基礎(chǔ)上，分析了現(xiàn)有的醫(yī)學(xué)超聲波三維成像技術(shù)。

1三維超聲的成像技術(shù)

可靠的數(shù)據(jù)提取是得到精確三維超聲圖像的前提。采用二維面陣超聲探頭，使超聲束在三維掃查空間中進(jìn)行擺動(dòng)，即可直接得到三維體數(shù)據(jù)。但二維面陣換能器的制作工藝限制了陣元數(shù)，使得三維圖像的分辨率受到了一定的限制。目前已有使用二維陣列的超聲成像系統(tǒng)面世。目前三維超聲數(shù)據(jù)的提取仍廣泛采用一維陣列探頭。用一維陣列探頭提取三維超聲數(shù)據(jù)，需要外加定位裝置，如目前臨床廣泛采用的一體化探頭。該探頭是將一個(gè)一維超聲探頭和擺動(dòng)機(jī)構(gòu)封裝在一起，操作者只要將該探頭放在被探查部位，系統(tǒng)就能自動(dòng)采集三維數(shù)據(jù)。還有一種新型探頭專門用于解決定位問(wèn)題。該探頭有三個(gè)陣列，中間的主陣列用于超聲成像，與主陣列垂直的兩個(gè)側(cè)陣列用于提取定位圖像。由于探頭移動(dòng)的連續(xù)性，所以定位圖像兩兩重疊部分很大，可以通過(guò)兩側(cè)的定位圖像確定兩次采樣間的位移、旋轉(zhuǎn)，從而確定圖像的空間位置。此外，還有一些文獻(xiàn)提供了通過(guò)相鄰圖像的相關(guān)和圖像的斑點(diǎn)噪聲統(tǒng)計(jì)規(guī)律來(lái)確定探頭側(cè)向位移的方法。

2 三維超聲的臨床應(yīng)用

2.1 三維超聲在空腔臟器中的應(yīng)用

2.1.1 胃、腸道疾病 囑受檢者適量飲水或灌腸后可建立良好的透聲窗。清楚顯示胃腸道隆起性病變與潰瘍的大小、深度、邊緣形態(tài)，觀察惡性腫瘤的浸潤(rùn)深度、范圍及與鄰近組織、血管的立置關(guān)系，進(jìn)行術(shù)前TNM分期，對(duì)協(xié)助臨床制定相應(yīng)的治療方案，具有重要意義。

2.1.2 膀胱疾病 膀胱充盈后可形成極佳的透聲窗，三維超聲與二維超聲一樣清晰顯示病變的形態(tài)、大小、數(shù)目、內(nèi)部回聲，同時(shí)三維超聲還能顯示病變的整體、表面形態(tài)及腫瘤對(duì)膀胱壁的浸潤(rùn)情況，從而提高了其診斷的準(zhǔn)確性，并有助于腫瘤術(shù)前方案的抉擇。對(duì)慢性膀胱炎癥、憩室、結(jié)石、凝血塊等膀胱疾病的診斷，也顯示出優(yōu)越性。

2.2 在實(shí)質(zhì)性臟器中的應(yīng)用

肝臟疾病 肝囊腫與肝膿腫二維超聲診斷準(zhǔn)確性較高，而肝癌與肝內(nèi)其它性質(zhì)占位性病變相互間的鑒別有時(shí)較為困難。三維超聲可從不同方位觀察肝表面和邊緣輪廓，腫三維超聲成像在臨床上有廣泛的應(yīng)用前景?？捎糜诰_測(cè)量和定位在產(chǎn)科臨床上，三維超聲成像可用于鑒別早期胎兒是否存在畸形以及檢查各個(gè)孕期胎兒的生長(zhǎng)發(fā)育情況；在心血管疾病診斷中，可用于多種心臟疾病以及血管內(nèi)疾病的檢查。盡管如此，由于價(jià)格和技術(shù)上的原因，目前三維超聲成像尚未達(dá)到臨床廣泛應(yīng)用的水平，也還有不少值得研究的問(wèn)題。

2.3 在婦科的應(yīng)用

三維超聲對(duì)子宮實(shí)質(zhì)性腫瘤的斷，有一定輔助作用。對(duì)卵巢和輸卵管病變（特別囊性變），可清晰顯示其立體外形輪廓、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、有無(wú)分隔與性突起、液體渾濁度等。對(duì)盆壁轉(zhuǎn)移性病灶合并腹水的人，三維較二維超聲的診斷價(jià)值更大。文獻(xiàn)報(bào)道三維超聲診斷附件區(qū)惡性腫瘤時(shí)，其敏感性由二維超聲的80%增87%。此外，三維超聲于術(shù)前可清晰顯示惡性腫瘤浸及圍臟器的情況，評(píng)價(jià)腫瘤與子宮、盆壁及髂血管的關(guān)系，為中能否切除腫瘤提供有價(jià)值的資料。與此同時(shí)，應(yīng)用3CDE可以顯示腫瘤內(nèi)血管空間結(jié)構(gòu)，并計(jì)算單位體積內(nèi)的瘤血管密度，為腫瘤的定性診斷增加新的參考指標(biāo)。

3 三維超聲波成像

近年來(lái)，在臨床的應(yīng)用上，由于三維超聲波成像系統(tǒng)的技術(shù)大幅改善，使得許多醫(yī)療研究領(lǐng)域不斷地被開發(fā)，因而對(duì)病人的診斷以及管理上造成很大的影響。到目前為止，胎兒、心臟以及婦科方面等領(lǐng)域最受到大家廣泛的關(guān)注。

在三維超聲波成像中，首先建立三維結(jié)構(gòu)的人體組織及器官。在臨床上雖然醫(yī)生或?qū)I(yè)人員對(duì)人體結(jié)構(gòu)上有了充份的了解，可是人體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)超聲波切面圖像所代表的意義不能完全記憶；因此在超聲波設(shè)備旁，常常都會(huì)附上輔助的？面圖像，對(duì)應(yīng)各主要部位超聲波圖像所代表的組織或器官切面位置，方便醫(yī)生進(jìn)行對(duì)比。近年來(lái)，計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度不斷提升，現(xiàn)在已經(jīng)能在計(jì)算機(jī)上展現(xiàn)出逼真的3D ？體效果與多屏幕輸出功能；在計(jì)算機(jī)所呈現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)中，創(chuàng)造出與真實(shí)空間相類似的環(huán)境。通過(guò)對(duì)象物？引擎的開發(fā)，更以可在虛擬環(huán)境中仿真物體的真實(shí)物？特性，進(jìn)而發(fā)展虛擬現(xiàn)實(shí)等工具與系統(tǒng)，并廣泛應(yīng)用于建筑、工業(yè)、娛樂(lè)等領(lǐng)域。最典型的取得三維超聲波圖像的方法，是通過(guò)移動(dòng)探頭，以線性掃描（Linear Scan）、扇形掃描（Sector Scan）或是箭形掃描（Sagittal Scan）的方式，連續(xù)取得多張二維圖像后，再給予圖像間應(yīng)有的相對(duì)空間位置，最后利用表面成像法或是體積成像法來(lái)實(shí)現(xiàn)三維成像。

篇9

 

進(jìn)入21世紀(jì),高效、節(jié)能、環(huán)保已成為開發(fā)新興工業(yè)技術(shù)的基本理念。在節(jié)能和反應(yīng)控制優(yōu)化方面,微波技術(shù)和超聲波技術(shù)已被證明為是非常有效的工業(yè)技術(shù),但是這兩類技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中存在各自的局限性,如果能在同一裝置上同步使用微波和超聲波,由于微波和超聲波活化能量性質(zhì)不同,其聯(lián)合使用時(shí)可以在改善加熱和能量轉(zhuǎn)移時(shí)發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì),從而大幅度提高能量使用效率,降低能量損耗,改善產(chǎn)物質(zhì)量。其在許多工業(yè)領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景,有可能成為一種新興的高效環(huán)保的綠色工業(yè)技術(shù)。

 

1 微波加熱的原理和特性

 

微波是一種非電離的電磁輻射,是頻率為300MHz～300GHz的電磁波,介于紅外線和無(wú)線電波之間。微波加熱的特性是來(lái)源于電磁輻射和物質(zhì)相互作用中的能量轉(zhuǎn)化引起的發(fā)熱,大多數(shù)物質(zhì)被微波加熱時(shí)主要是通過(guò)絕緣加熱作用,微波產(chǎn)生最有效的絕緣加熱頻率為0.915到2.45GHz[1,2]。微波輻射的激發(fā)會(huì)導(dǎo)致分子在外磁場(chǎng)內(nèi)調(diào)整其偶極子,由于電場(chǎng)誘導(dǎo)的極化和重定向現(xiàn)象,大多數(shù)微波和物質(zhì)中的反應(yīng)產(chǎn)生了化學(xué)聯(lián)系,因此,20世紀(jì)80年代以來(lái),發(fā)展了一門新興學(xué)科——微波化學(xué)。微波反應(yīng)器應(yīng)用于有機(jī)化學(xué)合成、無(wú)機(jī)化學(xué)合成和有機(jī)提取領(lǐng)域,大大提高了化學(xué)反應(yīng)效率。微波反應(yīng)器的設(shè)計(jì)需要考慮以下技術(shù)要求:(1)電場(chǎng)分布均勻,反應(yīng)器需要能夠獨(dú)立攪拌混合;(2)在考慮到微波的穿透深度后優(yōu)化設(shè)計(jì)反應(yīng)器的幾何尺寸;(3)能夠?qū)Ψ磻?yīng)器內(nèi)溫度和壓力控制參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控;(4)反應(yīng)器和配件的成本;(5)微波外泄和安全隱患。目前微波技術(shù)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域包括:微波與光化學(xué);微波與壓力;微波與高溫合成;微波與等離子體;微波與真空。

 

2 微波技術(shù)的應(yīng)用

 

微波技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì):(1)快速能量轉(zhuǎn)移;(2)大容積和選擇性加熱;(3)加熱均勻;(4)高生產(chǎn)效率;(5)快速的開啟關(guān)閉控制;(6)更加緊湊的設(shè)備;(7)環(huán)保。圖1為目前工業(yè)中使用的多模式微波反應(yīng)器[2]。

 

目前微波在科學(xué)和工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在食品工業(yè)中,微波代替常規(guī)烤箱加熱、干燥、解凍和蒸汽滅菌,可以選擇性調(diào)味、調(diào)色、避免食物的崩裂等。在橡膠工業(yè)中,微波替代傳統(tǒng)的使用熱空氣或者鹽浴硫化器進(jìn)行橡膠脫硫。在木材加工業(yè)中,溫和的微波干燥條件能夠使產(chǎn)品質(zhì)地均一,可以把油漆中的殘余水降到2%以下。在環(huán)保工業(yè)中,微波應(yīng)用于市政垃圾處理、醫(yī)院垃圾處理、核污染處理、高毒性物質(zhì)的處理、塑料回收處理等,能夠節(jié)約50%的垃圾處理成本。在生物制藥領(lǐng)域中,利用微波的反射、穿透、吸收、熱效應(yīng)和滲透速度快等特點(diǎn),將生物組織和細(xì)胞中的生理活性物質(zhì)提取出來(lái),可以顯著提高目標(biāo)成分的提取量,減少提取溶劑的使用。此外,微波技術(shù)在紡織工業(yè)、皮革加工、陶瓷工業(yè)中也有非常廣泛的應(yīng)用。

 

3 超聲波的原理和特性

 

超聲波是指頻率高于20kHz的聲波,其頻率下限高于人的聽覺(jué)上限。超聲波是一種波動(dòng)形式,它可以作為探測(cè)與負(fù)載信息的載體或媒介,同時(shí)又是一種能量形式,當(dāng)其強(qiáng)度超過(guò)一定值時(shí),它就可以通過(guò)與傳播超聲波的媒質(zhì)的相互作用,去影響,改變以致破壞后者的狀態(tài)、性質(zhì)及結(jié)構(gòu)。當(dāng)超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí),可以與介質(zhì)相互作用使介質(zhì)發(fā)生物理的和化學(xué)效應(yīng),具體有以下效應(yīng):(1)機(jī)械效應(yīng)。超聲波的機(jī)械作用可促成液體的乳化、凝膠的液化和固體的分散。(2)化學(xué)效應(yīng)。超聲波的作用可促使發(fā)生或加速某些化學(xué)反應(yīng),還可加速許多化學(xué)物質(zhì)的水解、分解和聚合過(guò)程,超聲波對(duì)光化學(xué)和電化學(xué)過(guò)程也有明顯影響。(3)熱效應(yīng)。由于超聲波頻率高,能量大,被介質(zhì)吸收時(shí)能產(chǎn)生顯著的熱效應(yīng)。(4)空化作用。當(dāng)超聲波振動(dòng)在液體中傳播的音波壓強(qiáng)達(dá)到一個(gè)大氣壓時(shí),其功率密度為0.35W/cm2,由于液體微粒的劇烈振動(dòng),會(huì)在液體內(nèi)部產(chǎn)生大量微小空洞。

 

4 超聲波技術(shù)的應(yīng)用

 

超聲波是一種波動(dòng)形式,它既可以作為探測(cè)與負(fù)載信息的載體或媒介(如醫(yī)學(xué)中的超聲診斷),同時(shí)又是一種能量形式,當(dāng)其強(qiáng)度超過(guò)一定值時(shí),它就可以通過(guò)與傳播超聲波的媒質(zhì)的相互作用,去影響,改變以致破壞后者的狀態(tài)、性質(zhì)及結(jié)構(gòu)(如超聲化學(xué)作用、醫(yī)學(xué)超聲治療等)。因此,超聲波目前廣泛應(yīng)用于化學(xué)(合成化學(xué)、電化學(xué))、醫(yī)學(xué)(超聲影像學(xué)、超聲治療)、藥學(xué)(超聲藥物輸送、天然藥物超聲提取)等學(xué)科領(lǐng)域。尤其超聲波清洗技術(shù),由于超聲波清洗速度快、質(zhì)量好,又能大大降低環(huán)境污染,已成為電子工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、紡織工業(yè)、化學(xué)工業(yè)等以及日常生活中不可缺少的實(shí)用技術(shù)。

 

羅馬尼亞開發(fā)的靜態(tài)超聲反應(yīng)器可以使從植物中提取藥用成分的時(shí)間從28天縮短至10小時(shí)。Prosonix公司開發(fā)的Prosonitron P500超聲反應(yīng)器應(yīng)用于晶體結(jié)晶,可以實(shí)現(xiàn)無(wú)種子誘導(dǎo)結(jié)晶和精確控制結(jié)晶粒徑。Hielscher公司制造的世界最大功率(16,000W)超聲反應(yīng)器,被設(shè)計(jì)成三到四個(gè)單元,可以對(duì)大體積的流體進(jìn)行均質(zhì)、分散處理,處理量可達(dá)50m3/h。

 

5 微波-超聲波聯(lián)用技術(shù)的提出和發(fā)展

 

將微波和超聲技術(shù)聯(lián)合使用會(huì)產(chǎn)生什么效果?上世紀(jì)八十年代末,意大利和法國(guó)科學(xué)家提出了微波和超聲波聯(lián)合使用的概念。從作用原理分析,兩種技術(shù)是互補(bǔ)的,微波提供了對(duì)固體顆粒間接性加熱和選擇性加熱的可能性,超聲產(chǎn)生的空化作用則可以提供大量集中釋放的能量[3]。兩種技術(shù)聯(lián)合使用時(shí)在改善加熱和能量轉(zhuǎn)移時(shí)能夠發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì),提高能量使用效率,降低能量損耗,改善產(chǎn)物質(zhì)量。

 

1995年,Jacques Berlan等首先制造出了實(shí)驗(yàn)規(guī)模的微波-超聲波混合反應(yīng)器模型。但是,實(shí)用化的微波-超聲波混合反應(yīng)器的制造還存在許多技術(shù)難題,例如,如何將金屬超聲裝置放置在微波區(qū)域。人們提出了一些解決方案:包括:微波和超聲波使用分開的反應(yīng)器,通過(guò)循環(huán)泵將液體從一個(gè)反應(yīng)器運(yùn)送到另一個(gè)反應(yīng)器中;使用單個(gè)反應(yīng)器同步內(nèi)置超聲和微波。在此基礎(chǔ)上,科學(xué)家設(shè)計(jì)了不同結(jié)構(gòu)的微波-超聲波聯(lián)用反應(yīng)器。在新型微波-超聲波聯(lián)用反應(yīng)器中,微波能量由外部產(chǎn)生并且由外部循環(huán)波導(dǎo)引導(dǎo)進(jìn)入到反應(yīng)器內(nèi)部并在反應(yīng)器中心定位。另一種是在反應(yīng)混合物內(nèi)同步采用微波天線和超聲傳感器,這種結(jié)構(gòu)可以避免微波從反應(yīng)器內(nèi)泄漏的危險(xiǎn),并且在超聲強(qiáng)度大的時(shí)候微波天線不會(huì)受到影響。

 

目前,微波-超聲波聯(lián)用技術(shù)已展示了良好的應(yīng)用前景,Cravotto 和Cintas等將微波-超聲波聯(lián)用技術(shù)應(yīng)用于化學(xué)領(lǐng)域,結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩種能量的結(jié)合能夠促使大量的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生,還可應(yīng)用于天然產(chǎn)物的提取和化學(xué)分析的樣品準(zhǔn)備。

 

近年來(lái),我國(guó)已有少量關(guān)于微波-超聲波聯(lián)用技術(shù)應(yīng)用的研究報(bào)道。如肖谷清等采用微波-超聲波聯(lián)用技術(shù)萃取中藥黃連中的總生物堿。楊勝丹等對(duì)采用微波-超聲波聯(lián)用技術(shù)進(jìn)行中藥有效成分提取的研究工作進(jìn)行了綜述。微波-超聲波聯(lián)用技術(shù)在中藥和天然產(chǎn)物活性成分提取中顯示了巨大的優(yōu)勢(shì)?？梢猿浞掷贸暡óa(chǎn)生的強(qiáng)烈振動(dòng)、空化效應(yīng)、攪拌作用,和微波的反射、穿透、吸收、熱效應(yīng)和滲透速度快等特點(diǎn),顯著提高活性成分的提取量,縮短提取時(shí)間,同時(shí),減少提取溶劑的使用,減少環(huán)境污染。陳東蓮等報(bào)道采用微波-超聲波聯(lián)用技術(shù)從醋酸乙烯廢觸媒中回收活性炭。

 

6 結(jié)語(yǔ)

 

微波和超聲波聯(lián)用技術(shù)已向我們展現(xiàn)出誘人的應(yīng)用前景,但是這一新興技術(shù)距離實(shí)際應(yīng)用還有大量的技術(shù)難題等待解決,如微波和超聲波聯(lián)用反應(yīng)器高性能材料的獲得、金屬超聲波裝置與微波裝置的匹配、如何有效避免反應(yīng)器內(nèi)微波的泄漏、反應(yīng)器的同步加熱操作和對(duì)溫度的控制等。目前微波和超聲波聯(lián)用反應(yīng)器還處于實(shí)驗(yàn)室研究的階段,但是,有一點(diǎn)我們確信不疑,一種高效環(huán)保的綠色工業(yè)技術(shù)正在向我們走來(lái)。

篇10

關(guān)鍵詞：超聲波；局部放電檢測(cè)；定位技術(shù)；開關(guān)柜；故障診斷；電力系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM855 文章編號(hào)：1009-2374（2016）09-0039-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.09.018

1 概述

目前，高壓開關(guān)柜已廣泛用于電力系統(tǒng)的變電站中，是電力系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分。然而由于環(huán)境中濕氣、高溫、放電、氧化等因素，造成開關(guān)柜內(nèi)電氣設(shè)備絕緣劣化，最終以局部放電的形式表現(xiàn)且加劇絕緣劣化，進(jìn)而帶來(lái)安全事故和經(jīng)濟(jì)損失，因此對(duì)局部放電信號(hào)的檢測(cè)以及定位是發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜故障并對(duì)其進(jìn)行及時(shí)維修的關(guān)鍵。

電氣設(shè)備在制造和加工以及運(yùn)輸安裝過(guò)程中，由于工藝和制造水平等原因往往會(huì)致使設(shè)備金屬表面存在突起、絕緣子存在氣泡、裂縫、設(shè)備表面留有金屬碎屑或設(shè)備安裝過(guò)程中留有連接部位松動(dòng)接觸不良等，這些情況都會(huì)造成開關(guān)柜內(nèi)設(shè)備出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象。局部放電長(zhǎng)期存在會(huì)造成設(shè)備絕緣能力下降，引起設(shè)備故障。目前的開關(guān)柜局部放電檢測(cè)技術(shù)主要有超聲波檢測(cè)法、暫態(tài)地電壓法和特高頻法。各種方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)，超聲波法是近幾年出現(xiàn)的一種檢測(cè)方法，由于其靈敏度高、抗電磁干擾能力強(qiáng)、定位準(zhǔn)確得到廣泛應(yīng)用。

2 超聲波局部放電檢測(cè)技術(shù)

當(dāng)高壓電氣設(shè)備內(nèi)部存在局部放電，在放電過(guò)程中，隨著放電的發(fā)生，伴隨著爆裂狀的聲發(fā)射，其振動(dòng)頻率在10Hz≤f≤107Hz，產(chǎn)生超聲波，且很快向四周介質(zhì)傳播。伴隨有聲波能量的放出，超聲波信號(hào)以某一速度通過(guò)不同介質(zhì)（油、SF6氣體、空氣等）以球面波的形式向四周傳播。超聲波頻率高其波長(zhǎng)較短，因此它的方向性較強(qiáng)，且在空氣中衰減較大，容易進(jìn)行定位。此外，聲能與放電釋放的能量之間是成比例的，因此誕生出幅值比較法。根據(jù)超聲波在空氣中的速度是一定的，誕生了時(shí)間計(jì)算法進(jìn)行定位。由于在開關(guān)柜內(nèi)部件眾多，而且超聲法檢測(cè)只能從開關(guān)柜縫隙中檢測(cè)，有的局部放電用時(shí)間差法計(jì)算相對(duì)較為復(fù)雜，而幅值比較法由于應(yīng)用方便、結(jié)果直接，常用于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢測(cè)中。

超聲波局部放電檢測(cè)技術(shù)是通過(guò)超聲波傳感器對(duì)電力設(shè)備中局部放電時(shí)產(chǎn)生超聲波信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，從而獲得局部放電的相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)局部放電監(jiān)測(cè)。由于開關(guān)柜帶電部件較多，電磁環(huán)境較為復(fù)雜，但超聲波法能有效規(guī)避這些電磁干擾，對(duì)于一些有超聲信號(hào)的熒光燈和電磁振動(dòng)等機(jī)械波干擾較難排除，因此檢測(cè)時(shí)應(yīng)閉燈和盡量排除某些振動(dòng)干擾。

開關(guān)柜超聲波局部放電檢測(cè)儀主要由傳感器、耳機(jī)和檢測(cè)主機(jī)組成，其中超聲傳感器為敞開式，將傳感器沿著開關(guān)柜體的空氣縫隙掃描監(jiān)聽，同時(shí)注意耳機(jī)中聲音和屏幕示數(shù)的變化。當(dāng)檢測(cè)到有異常信號(hào)時(shí)，應(yīng)該在異常信號(hào)周圍多布置幾個(gè)測(cè)點(diǎn)檢測(cè)，找到信號(hào)最大值位置，再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)柜內(nèi)電氣設(shè)備情況進(jìn)行綜合診斷。

3 超聲波局部放電檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

圖1 T412開關(guān)柜超聲波測(cè)試點(diǎn)圖

圖2 2號(hào)站變開關(guān)柜超聲波測(cè)試布點(diǎn)

本文以長(zhǎng)治某220kV變電站的35kV開關(guān)柜為例，應(yīng)用超聲波局部放電檢測(cè)技術(shù)對(duì)設(shè)備疑似放電部位進(jìn)行帶電檢測(cè)和定位。35kV T412斷路器開關(guān)柜布置超聲測(cè)點(diǎn)如圖1所示，測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表1；35kV 2號(hào)站變開關(guān)柜布置超聲測(cè)點(diǎn)如圖2所示，測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表1 T412開關(guān)柜超聲測(cè)試數(shù)據(jù)

檢測(cè)部位 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦

檢測(cè)結(jié)果（dB） 17 13 8 16 13 11 5

表2 2號(hào)站變開關(guān)柜超聲測(cè)試數(shù)據(jù)

檢測(cè)部位 ⑧ ⑨ ⑩ ? ?

檢測(cè)結(jié)果（dB） 15 13 9 9 13

兩個(gè)開關(guān)柜為相鄰的開關(guān)柜，因此通過(guò)測(cè)試數(shù)據(jù)和放電聲音的音量大小可判斷超聲信號(hào)最大區(qū)域?yàn)閮砷_關(guān)柜相鄰的縫隙的中上部，其超聲波信號(hào)更是達(dá)到19dB，超聲信號(hào)最大值區(qū)域如圖3所示：

圖3 超聲信號(hào)最大值區(qū)域

結(jié)合開關(guān)柜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這里正是斷路器出線經(jīng)穿墻套管和站變連接的部分，因此初步判斷為穿墻套管內(nèi)部臟污或有懸浮電位等引起的局部放電。信號(hào)最大值位置開關(guān)柜的側(cè)視圖如圖4所示：

圖4 超聲信號(hào)最大值開關(guān)柜側(cè)視圖

4 解體驗(yàn)證

通過(guò)對(duì)開關(guān)柜超聲局部放電信號(hào)檢測(cè)和結(jié)構(gòu)分析，初步判斷出開關(guān)柜內(nèi)部穿墻套管存在放電缺陷，并得出了大概的放電類型，但對(duì)于具體放電位置和原因還有待進(jìn)一步確定，對(duì)此，檢修試驗(yàn)人員申請(qǐng)停電后打開開關(guān)柜柜門進(jìn)行查看，發(fā)現(xiàn)2號(hào)站變開關(guān)柜穿墻套管屏蔽線斷裂，如圖5所示。致使引線母排與套管內(nèi)壁和屏蔽線處于不同電位，使得屏蔽線對(duì)母排的絕緣護(hù)套發(fā)生懸浮放電，且在母排上有明顯放電痕跡，如圖6所示。

圖5 A相套管屏蔽線斷裂

圖6 引線母排上懸浮放電痕跡

5 結(jié)語(yǔ)

超聲波局部放電檢測(cè)技術(shù)是目前發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜內(nèi)部電氣設(shè)備因接觸不良、臟污、懸浮電位、自由金屬顆粒等引起的局部放電最有效的手段之一，尤其是對(duì)開關(guān)柜內(nèi)外絕緣發(fā)生的爬電和表面局部放電更為有效。超聲波在空氣中衰減較大，這就為超聲波局部放電在定位上得到了更方便的應(yīng)用。而開關(guān)柜內(nèi)電氣設(shè)備較多、電磁環(huán)境復(fù)雜，幅值比較法不失為一種簡(jiǎn)便快捷的現(xiàn)場(chǎng)超聲波定位方法。

參考文獻(xiàn)

[1] 駱東松，范鵬飛.超聲法在檢測(cè)高壓開關(guān)柜內(nèi)局部放電的應(yīng)用[J].電子設(shè)計(jì)工程，2015，（6）.

[2] 劉新宇，王衡.一起應(yīng)用超聲法檢測(cè)高壓開關(guān)柜局部放電的案例分析[J].新疆電力技術(shù)，2011，（3）.