超声波检测技术的应用

金祥维

摘 要：超声波的产生原理是通过多种形式的振动摩擦产生的。众所周知，其振幅极低，我们需要对其放大。另外，超声波是短波，也就导致了其束射性和方向性比较强。近几年来，超声波检测技术获得了飞速的发展，也就导致相关技术在多个行业有了应用，本文以工业测量行业、铁路行业、工程施工行业这三个行业为例，对该技术在其中的应用进行了研究。

关键词：超声波检测技术；应用

1.前言

在工业无损检测技术中，超声波检测技术应用非常广泛，它是一种非常实用的技术，尤其是无损检测领域非常活跃。在工业超声波检测中，应用的工作频率是0.5-10MH。其中，较高频率通常是对细晶材料和高灵敏度材料的检测，较低的频率通常用于粗晶材料检测。除此之外，超声波检测技术不但能够单独使用于各种无损检测场合，而且能够与其他技术结合起来使用。鉴于此，该技术对于工业生产的促进作用是较大的。

2.超声波检测技术的应用

2.1超声波测量技术的应用

对于工业生产而言，超声波检测技术能够充分发挥其作用，特别在探伤领域，使用该技术对材料中缺陷的具体情况进行明确，比如缺陷的位置和大小都是需要明确的情况。除外，超声波对于测量也是非常有帮助的。超声波在声速测量、厚度测量、液位测量等方面有应用，笔者主要以这三个方面进行研究。

2.1.1声速测量

我们知道，超声波在介质中传播特性的物理量可以通过声速来表示。另外，因为超声波传播规律的特性，根据测量精度要求的不同，在实际应用的过程中，我们会使用多种方法来灵活测量声速，这是我们需要注意的。

2.1.2厚度测量

对于厚度测量，我们可使用的超声波测量仪器较多。通常情况下，我们根据其工作原理的差异进行区分。比如有超声波测厚仪、电流法测厚仪和磁性测厚仪等。其中，超声波测厚仪的主要特点是测量速度比较快，而且其精度也较高，体积比较小，携带方便。超声波测厚仪的分类，如果是根据工作原理的不同，可以分为两类，一类是脉冲反射式，另一类是共振式。从实际应用情况来，目前我国使用较多的是脉冲反射式。当我们使用该仪器的时候，务必需要明确其上下限值，如果超出了限值，仪器就无法显示，或者是误差太大，也就失去了测量的意义。

2.1.3液位测量

对于液位测量，我们可以使用多种测量方法。但是，经过大量的研究实践发现，超声波液位测量技术的优点比较多。比如，可以实现定点液位测量，也可以实现连续液位测量，还可以为遥测提供必要的信号支持。超声波测液技术比激光测距技术简单，性价比也更高。该方法比射线法的安全度要高一些，不需要采用防护措施。超声波测量液位技术，通常有两种，一种是液介式，另一种是气介式。

2.2超声波检测在铁路行业的应用

在铁路行业中，无损检测通常应用于对在役产品的维护和检修作用较大。另外，其对于新生产的产品也能够进行质量检查。对于在役产品，我们使用超声波检测技术的主要目的是对其疲劳缺陷情况进行检测，如果重要的设备器件发生了这种缺陷，就必须停止工作，不能继续使用。在铁路检修的过程中，超声波检测不但可以用于锻件或者铸件的疲劳裂纹探伤，而且在动车组的车轮表面缺陷检查中发挥重要作用。针对车轴的超声波探伤，主要检测其使用过程中产生疲劳缺陷的具体情况。

2.2.1在役轮轴超声波探伤

在役车轴的超声波探伤的过程中，我们需要对其疲劳缺陷进行检测。根据现在的铁路车轴，通常有两类，包括实行车轴和空心车轴。其中前者应用于普通客货车比较多，后者用于动车比较多。针对这两种车轴的探伤，需要使用不同的探伤方法。前者是通过直探头对空心轴内部进行探测，从而对其缺陷的有无和位置大小情况进行明确。后者需要注意选择适当的角度的斜探头，所以这两者的检测是不一样的。

2.2.2实心车轴探伤

当轮座处于不退轮状态时，如果要对其进行超声波探伤，就可以实现。需要注意的是，为了确保超声波能够到达轮座位置，需要使用斜探头。因为只有使用这种探头，通过以某角度入射到被检测的车轴，才能发射超声波，从而实现实心车轴探伤。

2.3超声波检测技术在工程中的应用

在工程施工实践中，钻孔灌注桩是我们使用非常频繁的基础施工。该施工的操作比较简单，而且机械设备投入资金相对较少，能够在多种基础设施建设中发挥重要作用。另外，需要注意的是，钻孔灌注桩比较隐蔽。当然，对于其质量的优劣，我们必须进行严格的控制。对成桩的质量检测也非常重要。我们通常所使用的检测方法是小应变检测法，该方法通常适合桩长小于40m的情形。如果桩身比较长，这适合我们需要使用声波检测法，这样就可以使桩身质量更好地体现出来。超声波检测法是比较有效的，可以使桩身混凝土质量能够准确体现出来。

在工程实践中，我们有时还会使用超声脉冲检测混凝土缺陷。其原理是使用脉冲波在一定的技术条件下，对混凝土的缺陷进行检测。超声脉冲波如果在混凝土中的传播速度快，那么混凝土就比较密实，如果传播输的较慢，那么混凝土不密实。如果存在空洞或裂缝，那么混凝土的整体性容易被破坏，超声脉冲波只能绕过空洞或裂缝传播到接收换能器。鉴于此，传播的路径增加，声速会降低。

3.小结

超声波检测技术的发展，首先得益于电子技术、计算机科学、材料科学等基础学科的发展，才不断产生出新的超声波检测方法。超声波在多个行业领域有应用，本文主要以三个行业即工业测量、铁路行业、工程行业中超声波技术的应用进行了研究。

参考文献：

[1]席细平.马重芳.王伟.超声波技术应用现状[J]. 山西化工， 2007， 27（1）：25-29.

[2]曾意翔.超声波技术应用现状浅析[J]. 技术与市场， 2015（11）：144-144.

[3]罗登林.丘泰球.卢群.超声波技术及应用（Ⅰ）——超声波技术[J].日用化学工业， 2005， 35（5）：323-326.沈克义；.超声波技术在桥梁施工检测中的应用[J].工程技术研究，2018，No.19（03）：65-66.

[4]谭飞.超声波技术在水工業中的应用与展望[J].流程工业，2013（3）：45-47.

[5]杨学亮，董林育.浅析超声波技术及其在工程质量检测中的应用[J].大科技，2014（1）：191-191，192.