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超聲波探頭檢測(cè)方法
超聲波探頭的應(yīng)用范圍很廣,涉及到材料的缺陷檢測(cè)、形貌檢測(cè)、聲學(xué)性能檢測(cè)等多種領(lǐng)域。下面主要介紹超聲波探頭在材料聲學(xué)性能檢測(cè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。
材料密度檢測(cè)
聲速的大小與介質(zhì)速度、密度和壓縮模量有關(guān),因此通過測(cè)量材料中超聲波的傳播速度,可以反推材料的密度和壓縮模量。常見的密度檢測(cè)方法有傳統(tǒng)的干式法和液浸法。
干式法: 實(shí)驗(yàn)者將材料樣品放置在超聲波儀上,在超聲波探頭上覆蓋統(tǒng)一厚度的耦合介質(zhì)后,向樣品內(nèi)部發(fā)射超聲波,測(cè)量超聲波的從探頭到樣品內(nèi)部的路徑時(shí)長(zhǎng),可以反推材料的密度。
液浸法: 實(shí)驗(yàn)者將材料樣品置于測(cè)量杯中,加入特定密度的液體使樣品完全浸泡在其中。在液體中發(fā)射超聲波,測(cè)量超聲波在液體中傳播時(shí)間,可以計(jì)算出液體中的聲速,從而反推材料的密度。
材料彈性模量檢測(cè)
材料的彈性模量是反映材料在外力作用下抗拉抗壓能力的物理量。常用的彈性模量檢測(cè)方法有聲速-密度法和共振頻率法。
聲速-密度法: 實(shí)驗(yàn)者先通過超聲波探頭測(cè)量樣品的聲速和密度。根據(jù)材料的聲速和密度計(jì)算出材料的彈性模量和泊松比。
共振頻率法: 實(shí)驗(yàn)者用超聲波探頭通過諧振模式來測(cè)量樣品的固有頻率和質(zhì)量,并利用彈性力學(xué)理論計(jì)算出材料的彈性模量。
材料泊松比檢測(cè)
材料的泊松比是材料在受到拉伸或壓縮應(yīng)力時(shí),沿周期性方向的收縮或膨脹相對(duì)于沿壓縮或拉伸方向的收縮或膨脹的比例。泊松比的計(jì)算與材料的彈性模量和密度有關(guān)。常用的泊松比檢測(cè)方法有聲速法和共振頻率法。
聲速法: 通過測(cè)量超聲波在材料中的傳播速度,結(jié)合材料的密度和彈性模量計(jì)算出材料的泊松比。
共振頻率法: 同樣需要通過諧振模式測(cè)量樣品的頻率和質(zhì)量,根據(jù)材料的泊松比和彈性模量計(jì)算出材料的密度,從而反推材料的泊松比。