時間：2023-06-04 10:49:29
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇超聲波技術，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：超聲波清洗；發展歷史；研究現狀；展望
1 超聲波清洗技術的發展歷史
1.1 超聲波清洗技術的起源
超聲波清洗被稱為“無刷清洗”，原理是由超聲波在水中產生足夠的能量，讓水內部發生“空化效應”，使得需清洗物體表面的污染物快速脫離。超聲波清洗的適用范圍很廣，重的金屬部件、輕的微小芯片都可以清洗的很好。超聲波清洗最早被應用于上世紀五十年代，清洗領域有電子領域、光學領域、醫藥領域等。
日本專家柴野佳英經過不斷的實驗最終認定起到清洗作用的是真空的氣穴，了傳統認為的超聲波的疏密波起到清洗作用。1987年柴野佳英發表了超聲波清洗的理論，并且根據這一理論制作了先進的超聲波清洗裝備，在行業內引起了巨大反響并得到了市場的認可，其制作的設備因性能優越占據廣泛市場。
1.2 國內外超聲波清洗技術研究概況
我國的超聲波清洗技術方面研究相對較早，超聲波清洗技術在我國發展非常快速，超聲波清洗機以其優越的性能在市場上也得到了越碓蕉嗟撓沒У那囗：（1）機械和工業領域有金屬元件噴涂、機械損壞元件替換時應該清洗。（2）樹脂鏡片、照相機鏡頭、濾光片等高級光學鏡片需要清洗。（3）醫療器械、高級實驗器材、食品加工制造器械需要清洗。（4）黃金首飾、貴重擺件、高級家居飾品等需要清洗。
國外超聲波清洗設備種類繁多，超聲波清洗設備應用領域非常廣泛，各種超聲波清洗設備不斷推陳出新。高頻超聲波清洗技術在國外超聲波清洗設備中所占比重非常大。例如美國的Verteq、Imtec、ProSys 公司研制的高頻超聲波清洗機用來清洗微小芯片，其清洗機可以把0.15納米的污染物清洗掉，還可以防止污染物再次污染。
2 超聲波清洗技術現狀
2.1 兆赫級超聲清洗
兆赫級超聲清洗這種高頻清洗方式的清洗原理是利用聲壓梯度等效應，不是傳統的利用“超聲空化效應”來實現清洗目的。其工作頻率為0.7MHZ到1MHZ的高頻，工作時基本不會發生超聲波“空化效應”。高頻超聲波清洗不會因“空化效應”產生強大的清洗力，因此其優點是對類似集成芯片這樣體積小、容易受損的物件既能清洗的很好也能很好的保護器件，從而在電子元件清洗領域應用非常廣泛。
2.2 聚焦式清洗
聚焦式清洗是可以在局部區域發生高強度的超聲波，工作頻率有15K、20K、28K。聚焦式清洗方式可以彌補普通超聲波清洗方式由于超聲波能量不夠而引起的清洗不徹底，比如紡織領域的過濾器等微控器材的清洗對于普通超聲波清洗則效果不好，而聚焦式清洗方式可以清洗的很好。
2.3 多頻清洗
多頻清洗是由多種頻率的換能器同時發生不同頻率的超聲波來清洗物件。不同的超聲波頻率對物件的清洗效果是不一樣的，低頻可以對物件表面清洗的很好，而高頻則對物件細小部位的清洗效果很好，因此高低頻配合可以使物件整體清洗的很好。多頻清洗還可以解決因單個頻率的超聲波產生對“駐波聲場”的影響，使得物件的清洗不夠均勻。
2.4 掃頻和跳頻清洗
掃頻和跳頻清洗二者都有改善超聲波清洗容器內超聲場的結構，掃頻可以改善清洗容器內的駐波場，使物件清洗的很好。跳頻和多頻都可以根據實際情況選擇高低頻。不一樣的是跳頻是一種換能器有兩種頻率，根據需要選擇發生那種頻率。低頻超聲波清洗物件表面的污染物，高頻超聲波清洗內部細小的污染物，配合清洗使物件清洗干凈。
2.5超聲振動清洗
超聲振動清洗是超聲波通過變幅桿和振動頭傳送到需要清洗的物件上，最后由于高速振動物件表面污染物脫落實現好的清洗效果。這種超聲波清洗的新方法和普通超聲波清洗方法不同的是超聲振動清洗不需要清洗液，以及其僅適合部分物件的清洗。
2.6 多槽式全自動聯合清洗
多槽式全自動聯合清洗是多槽聯合智能控制的功能全面、降低勞動強度、提高綜合效率的智能設備。它可以對放入清洗槽內的不同大小、不同材料、不同形狀、不同污染程度的物件根據其不同情況，不同方位發生對應的頻率、功率等超聲波，最終實現用最少的成本達到最佳的清洗效果。
3 超聲波清洗技術的發展方向
超聲波清洗有其他清洗方式無法比擬的優點，再加上我國科技實力的不斷加強，我國市場經濟的不斷完善，國際間的技術交流日益密切，這些為超聲波清洗行業帶來了強大的動力。超聲波清洗運用也會越來越廣泛，由以前運用于清洗機械工件、電子元件等少數領域，發展到以后清洗化工領域、國防領域、軍事領域、首飾加工領域、飛機工業領域、食品清洗領域、餐具清洗領域、按摩洗浴領域等廣范圍的軍事、工業、民用領域。
超聲波清洗技術在清洗領域是新興的清洗技術，過去對人們的生活的提高、工業生產效益的提高做了很大的貢獻。現在伴隨著我國科學技術的不斷發展和國家經濟的更加繁榮，超聲波清洗技術作為一種優越的清洗技術在使用范圍上一定會越來越廣，可以想到在不遠的未來，我國的超聲波清洗技術將會迎來一個黃金發展期，為我國在工業上提高清洗效率、降低生產成本，在環境保護上節能減排。
4 結束語
超聲波清洗技術和其他清洗技術相比有無法比擬的優勢，超聲波清洗技術的發展依賴眾多學科，超聲波清洗要想更加節省能源、更加降低清洗成本、更加高效潔凈清洗，還需要多學科地不斷創新和改革完善。隨著人們生活質量要求的提高和科技飛速的發展，超聲波清洗技術有豐厚的研究價值和回報。我們堅信超聲波清洗技術一定會向更好更完善的方向發展，超聲波清洗行業一定會更加繁榮。
參考文獻
[1]陳旭.關于電氣節能及開發新能源的探討[J].科技創新與應用，2017.
[2]崔彥杰，李鷗，王丁.超聲波清洗膜污染技術的研究進展[J].清洗世界，2016.
[3]左云廣.超聲波清洗機的設計與實現[D].河北大學，2014.
[4]冷琦.家用清洗機的設計及其優化研究[D].蘇州大學，2014.
[5]吳連杰，楊玉龍，康永欣，等.基于超聲波的自動清洗機設計[J].林業機械與木工設備，2013，05：43-45.
[6]楊柳.納米PZT顆粒的兆赫超聲制備及壓電力顯微研究[D].南京航空航天大學，2012.
[7]賈亞雷.超聲波清洗機的設計[J].煤礦機電，2007，03：82-84.
[8]沈一鳴.柴野佳英與新超聲波清洗技術[J].蘇南科技開發，2005（8）：30-31.
[9]林仲茂.20世紀功率超聲在國內外的發展[J].聲學技術，2000，4（2）：101-105.
關鍵詞：超聲波清洗；頻率；功率；去污
中圖分類號：TB559；TP20 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2017）03-00-02
0 引 言
超聲波應用于質地堅硬物件的清洗已有很長的歷史，其清洗效率可以達到95%以上，洗滌潔凈度非常高。目前，超聲波洗衣機產品非常少，大多數超聲波洗衣機被認為是“雞肋”。這是因為超聲波清洗應用于日常家用衣物的研究非常少，無法給家用衣物洗滌方法提供指導。本文分析了超聲清洗機理、換能器理論和各種因素對超聲清洗影響的研究進展，定性研究了不同頻率、功率對常見污漬（質地為棉）的去污效果，具有一定的參考意義。
1 超聲波清洗原理
相關研究人員認為超聲波清洗的原理是超聲波在水中的空化作用造成的，空化氣泡直接或間接作用于污物，使污物被震散，溶解于水中，達到清洗的目的。超聲波的頻率一般需要達到20 kHz以上，這樣才會在水中形成真空的“空腔泡”，“空腔泡”對清洗物體的物理作用就是空化作用。
超聲波換能器是超聲波清洗中必不可少的換能元件，它能將電能轉換成機械振動，但幅度很小，約為幾微米，且振動速度及頻率很快。一般來說，超聲波清洗機上有許多換能器，當給它們添加一樣的頻率及相位的電能時，就會形成大功率機械振動，即我們平時所說的超聲波。換能器的數量越多，輸出功率就越大。超聲波清洗機整體結構如圖1所示。
2 超聲波清洗的影響因素
超聲波清洗主要利用空化作用去污，而空化作用的強弱與超聲波參數、液體條件有關，所以想要得到較好的清洗效果，需要考慮多方面因素。
2.1 超聲波頻率
能夠讓液體產生空化的最低聲強叫“空化閾”，增大頻率會使空化閾增大，并導致空化效果變差，增大功耗；如果頻率太低，會使空化噪聲過大，效率很低，甚至無法產生空化效果。
2.2 液體條件
洗滌液體本身就具有去污功能，而且超聲波還可以加強洗滌液的去污作用。洗滌液的濃度、粘度等特性都跟空化效果有直接關系。
2.3 液體溫度
空化作用的強弱與液體溫度也有很大關系。當液體溫度上升時，空化作用更容易產生，因此能加強超聲波的空化效果。
3 超聲波清洗去污效果
能夠產生超聲波空化現象的超聲波頻率以20～50 kHz最為合適，而頻率過高，反而不易產生空化作用，即使產生也需要消耗大量的能量，得不償失，并且很多能量會轉化為熱能被消耗。在真正清洗衣物時，洗滌劑必不可少，使用洗滌劑可以大大縮短清洗時間，但在實驗過程中，不添加洗滌劑，以免洗滌劑對結果造成影響。
3.1 超聲波頻率
3.1.1 實驗方法
實驗材料為相同的純棉白色毛巾，分別將其在100 mL的咖啡中浸泡10分鐘。液體為不加洗滌劑的清水，以便直觀觀察清洗結果。
3.1.2 清洗方法
實驗采用JK-TUC-360VDV三頻超聲波清洗器，該清洗器有28 kHz，40 kHz及80 kHz三種頻率可供選擇。且輸出功率可調，最大為1 080 W，自帶清洗液加熱功能，發熱設備功率為1 500 W，還可以設定清洗時間。
將三份白色毛巾編號①，②，③，在相同濃度的100 mL咖啡中浸泡10分鐘。JK-TUC-360VDV三頻超聲波清洗器放入1 L清水，將100 mL咖啡與浸染的白色毛巾一起放入超聲波清洗器的水槽中，設定好頻率、輸出功率、清洗時間。實驗參數如表1所列。
3.1.3 檢測方法
檢測方法利用精密型色差儀CQ-620進行色差測量。測量前先用黑色、白色標準板進行校準。色差越低，說明污漬去除效果越好。在洗完的毛巾處，選取3次進行測量，取平均值。
3.1.4 結論
原始白色毛巾的色差值為0.86，圖2所示為三種頻率下的毛巾色差值，色差越小，則表示清洗效果越好。由圖可見，隨著處理頻率的增加，清洗后的毛巾色差值也隨之增加，即殘留的污漬更多，這說明超聲波清洗的頻率并非越大越好。
從圖中可以看到，在28 kHz，40 kHz及80 kHz三種頻率下，28 kHz的清洗效果最好，但這不能說明頻率越小，清洗效果就越好，因為頻率太小，空化效果不明顯，甚至無法產生空化效果。本文的JK-TUC-360VDV三頻超聲波清洗器只有三種頻率，如果要進一步研究頻率對清洗效果的影響，應該選擇更多的超聲波頻率做實驗。
3.2 超聲波功率
3.2.1 清洗方法
從上面的結論可以得到在三種頻率中，28 kHz的超聲波頻率最好，因此在這個實驗室中，我們采用28 kHz的超聲波頻率。
準備三份白色毛巾，分別編號為①，②，③，④，⑤，⑥，在相同濃度的100 mL咖啡中浸泡10分鐘。JK-TUC-360VDV三頻超聲波清洗器放入1 L清水，將100 mL咖啡與浸染的白色毛巾一起放入超聲波清洗器的水槽中，設定好頻率、輸出功率、清洗時間，參數如表2所列。
3.2.2 z測方法
檢測方法利用精密型色差儀CQ-620進行色差測量，測量前先用黑色、白色標準板校準。色差越低，說明污漬去除效果越好。在洗完的毛巾處，選取3次進行測量，并取平均值。
3.2.3 結論
圖3所示為不同功率下的毛巾色差值。
從圖中的數據可以看出，數據起伏較大，且并非功率越大，色差就越小。當功率為300 W、500 W、700 W時都略有反常，但大致可以看到隨著功率增大，色差就越小，清洗效果也越好的曲線。在100～400 W區間，色差變化較大，且隨著功率增大，效果較好，但在400～700W區間，功率增大，色差并沒有明顯變化。因此，選擇合適的工作功率對實現理想的清洗效果非常重要。
4 結 語
本文簡單介紹了超聲清洗原理及影響超聲波清洗的一些重要因素，并重點研究、分析了超聲波頻率、功率對超聲波清洗的影響，對今后的深入研究有一定的指導意義。同時為家用衣物洗滌方法提供指導，具有一定的現實意義。
參考文獻
[1]李曉東，劉傳紹.超聲波清洗技術的研究與應用現狀[J].清洗世界，2009，25（1）：28-31.
[2]王永禮，趙豐，屠恒賢.超聲波清洗技術的研究與應用現狀[J].上海紡織科技，2006，34（12）：16-17.
[3]康永，鄭莉，邵世權.超聲波清洗技術研究進展[J].清洗世界，2012，28（4）：12-16.
[4]尤麗霞，張羨，李丹，等.超聲波處理對棉織物污漬去除的影響[J].紡織學報，2011，32（4）：91-94.
[5]高云玲.超聲波應用于紡織品前處理[J].染整技術，2000，22（4）：27-28.
[6]尤麗霞，趙小瀧，周文龍.超聲波預處理對真絲織物污漬的去除及性能影響[J].浙江理工大學學報，2011，28（3）：343-346.
關鍵詞: 橋梁基樁;檢測技術;數據分析
基樁完整性檢測新技術更是層出不窮,國內外的生產商及相應科技領域不斷研發出新的各種型號檢測儀器、因此掌握新檢測技術手段,使基樁完整性檢測更加科學、更加公正、更加準確。 超聲波檢測是超聲波無損檢測技術的一種，適用于工程施中過程質量的監測及工程竣工驗收和結構物使用期間質量的鑒定。常用穿透法，即一例發射超聲脈沖波另一側接收通過被測物后的超聲波。準確測定聲速、首波幅度和波形，通過綜合分析其大小及變化，可以推斷混凝土的性能、內部結構及其組成情況，為解決工程問題提供可靠的依據。
1 超聲波無損檢測技術應用超聲無損檢測與其它常規技術相比，它具有被測對象范圍廣、檢測深度大、缺陷定位準確、檢測靈敏度高、成本低、使用方便、速度快、對人體無害及便于現場檢測等優點。幾十年來，超聲無損檢測已得到了巨大發展和廣泛應用，幾乎應用到所有工業部門。如作為基礎工業 的鋼鐵工業、機器制造工業 、鍋爐壓力容器有關工業部門 、石油化工工業 、鐵路運輸工業、造船工業 、航空航天工業、高速發展 中的新技術產業如集成電路工業 、核 電工業等重要工業部門。目前大量應用于金屬材料和構件，包括質量在線監控和產品在役檢查。水平普遍提高，應用頻度和領域也日益增多。目前我國對各種大型結構壓力容器和復雜設備都已具備檢測能力。在裂縫自身高度的測量和高溫條件下的非接觸超聲檢測等方面都有很大進展 。
2 超聲波法的測試原理及數據分析
2.1 超聲波法的測試原理
超聲波測試的理論基礎建立在固體介質中彈性波的傳播理論上，由人工激振向介質(巖石、巖體、混凝土構筑物)發射超聲波。超聲波在混凝土中傳播(即透射)時會有較強的反射、散射、吸收和波形畸變等一系列聲學現象。對不同的物質性態，其聲學現象具有不同的特點。超聲波法檢測是在成孔之后、灌注樁身混凝土之前，在孔內安裝兩根或兩根以上的、豎直放置且相互平行的聲測管，兩兩聲測管即構成一個檢測剖面，混凝土硬化后，聲測管成為樁體的一部分。檢測時，在聲測管中注滿清水作為耦合劑，將超聲脈沖發射換能器(又稱發射探頭)和超聲脈沖接收換能器(又稱接收探頭)分別置于兩根聲測管中，由超聲檢測儀發出一系列周期性電脈沖加于發射換能器，轉換成超聲脈沖，該脈沖穿過待測的樁體混凝土并為接收換能器所接收，在轉換成電信號后由超聲檢測儀所接收，再由儀器中的測量系統算出超聲脈沖穿過混凝土所用的時間(椐此及聲測管間的距離推算混凝土的聲速)、接收脈沖波幅值(或衰減值)、接收脈沖頻譜、接收脈沖波形態等參數。將反復測量的樁體各測面上不同深度的這些數據傳至計算機，由數據處理系統進行綜合判斷和分析，即可對樁體各部位混凝土缺陷的性質、大小、位置作出判斷，繪制聲速、衰減隨深度變化曲線，給出樁體混凝土完整性的評價。
2.2 數據分析(依據JTG/TF81－01－2004)
(1)聲速判據:實測混凝土聲速值是否低于臨界值并將其作為可疑缺陷區的判定，聲速臨界值按下列公式計算:
式中D 為聲速臨界值；為聲速平均值；σv為聲速標準差。
(2)波幅判據:實測波幅低于波幅臨界值時，作為可疑缺陷區判定，波幅臨界值按下列公式計算:
AD=Am－6
式中AD為波幅臨界值(dB)；Am為波幅平均值(dB)。
(3)PSD判據:采用斜率法作為輔助異常判據，當PSD值在某測點附近變化明顯時，應將其作為可疑缺陷區，PSD值按下列公式計算:
式中ti為第i測點聲時值(μs)；ti－1為第i－1測點聲時值(μs)；zi為第i個測點深度(m)；zi－1為第i－1個測點深度(m)。
2.3 基樁完整性判定
(1)Ⅰ類樁:各聲測剖面每個測點的聲速、波幅均大于臨界值，波形正常。
(2)Ⅱ類樁:某一聲測剖面個別測點的聲速、波幅略小于臨界值，但波形基本正常。
(3)Ⅲ類樁:某一聲測剖面連續多個測點或某一深度樁截面處的聲速、波幅值小于臨界值，PSD值變大，波形畸變。
(4)Ⅳ類樁:某一聲測剖面連續多個測點或某一深度樁截面處的聲速、波幅值明顯小于臨界值，PSD值突變，波形嚴重畸變。
3 超聲波測試在工程應用中的優點及局限性分析
3.1 超聲波測試的優點
(1)缺陷定位精確。對于多缺陷樁，其他的檢測手段，比如低應變反射波法實測時應力波在樁中產生多次反射和透射，對實測波形的判斷非常復雜且不準確，第二、第三缺陷的判斷會有較大誤差；而超聲波法通過測繩上的刻度，無論樁身存在一處或多處缺陷，超聲波法檢測均能準確的了解缺陷部位；
(2)準確判斷樁身各種缺陷類型和范圍，比如局部夾泥、包管或斷樁等情況。其他的檢測方法很難確定具體的缺陷范圍，超聲波法能通過平測、斜測、扇形掃側等方法對樁身缺陷進行檢測分析，準確識別樁身各處存在缺陷的大小及范圍；
(3)能對大直徑基樁進行詳細且全面地檢測。在大直徑基樁的檢測中，在樁身增設聲測管數量，對基樁進行多剖面詳細測試，檢測剖面幾可覆蓋基樁全截面，準確評判基樁的完整性。
3.2 超聲波測試的局限性
(1)超聲波透射法僅適用于直徑在800mm以上的基樁。因為當樁徑較小時，聲測管間距也較小，其測試誤差相對較大；同時，預埋聲測管也可能引起附加的灌注樁施工質量問題，因此，測試前測量管間距一定要精確；
(2)超聲波法不能對樁底沉渣的厚度范圍做出定量分析。我們在測試過程中發現，許多施工單位在埋設聲測管時，聲測管并沒有接觸到樁底部，一般距離樁底大約5～10cm，且測試時無法采用斜測、扇形掃側等檢測方法對缺陷進行詳細的檢測，因此不能準確判斷沉渣范圍。這時，就需要采用低應變反射波法或鉆芯法進行比對驗證，進而確定樁身完整性類別；
(3)不能測試樁身混凝土強度。
4 對實施超聲波法進行現場檢測時的幾點建議
在超聲波法基樁檢測過程中，為準確獲取超聲波在基樁混凝土中傳播的各個聲學參量，并以其判定基樁的樁身質量，除檢測人員必須具備相應的理論和一定的檢測經驗外，筆者提出了以下幾點建議:
(1)檢測宜由檢測管底部開始，發射電壓值應固定并應始終保持不變，放大器增益值也應始終固定不變。調節衰減器的衰減量，使接收信號初至波幅度在屏幕2/3左右為宜；
(2)應勻速提升換能器，在提升過程中要注意監測波形的變化；
(3)由于徑向換能器存在指向性，斜測時以波形能穩定接收為度，其水平測角一般取30°～40°；
(4)要注意分析各聲學參量發生變化的原因，避免誤判。
5 結語
準確定位缺陷并確定缺陷的大小范圍超聲波法具有獨特的優勢，而且操作簡便，試驗周期短，工程應用性價比高，在公路工程基樁檢測中應用的越來越多，測試精度也得到公眾認可。當然，超聲波檢測法也不是萬能的，我們應當抱著科學嚴謹的態度，依據不同的地質和施工條件，對基樁完整性進行正確的判斷，避免錯判、誤判，在遇到可疑缺陷樁超聲波法不能對基樁做出定性分析時，應采用其他檢測手段進行比對驗證，嚴格為工程質量把關。
參考文獻
關鍵詞：礦山提升設備 超聲波探傷技術 檢測
中圖分類號：TD53 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（c）-0060-01
礦井提升機是礦山提升設備的主體，其運行的安全可靠性對礦井的安全有著極其重要的意義。其中提升機的主軸又是提升機的重要組成部分之一，在正常工作中，主軸受到扭轉、彎曲、擠壓、接觸等多種復合應力的作用，同時磨損也是降低主軸壽命、影響安全運轉的因素之一。比如，在2006年某煤礦就發生過副井提升機主軸斷裂的事故，當時例行維護人員在檢修查繩時發現異常聲響，通過排查發現主軸雙滾筒之間有縫隙存在，其裂縫之大竟然可以容一根棉線垂直通過，軸體幾乎已經徹底斷開，所幸發現及時，未造成重大事故。
礦山在用提升機的主軸鍛件不解體或部分解體超聲檢測可依據檢測標準JB/T 1581-1996《汽輪機、汽輪發電機轉子和主軸鍛件超聲波探傷方法》中規定的方法進行檢測，也可依據檢測標準GB 6402-2008《鋼鍛件超聲檢測方法》中規定的方法進行檢測。
1 準備工作
探傷人員必須了解并熟悉被檢主軸各項基本情況。內容包括：材料、熱處理狀態、幾何形狀與結構、主要幾何尺寸、主軸組件的裝備結構、主軸的受力狀態，探傷現場條件及環境等因素。根據不同型號的提升機和提升絞車的傳動結構，受力形式，應力集中的程度不同來選定探傷部位，應選擇最有可能發現缺陷的探傷部位作為檢測面。一般主軸的聯軸器軸變徑部位、滾筒的電機端死大邊的變徑部位、切向鍵槽的根部易產生橫向疲勞裂紋，應作為重點檢測區域。在選定的檢測部位用棉紗和砂紙等清理污染物、打磨銹蝕等，主軸探傷面的表面粗糙度Ra一般應不大于6.3 m，且不能粘附油漆、銹蝕、焊渣污垢等異物。探頭的頻率一般應根據被檢主軸的金屬晶粒度狀態來選擇。日常探傷檢測時一般采用2.5 MHz的探頭，粗晶材質一般采用1.25 MHz的探頭。標準試塊一般選用CS-I、CSK-IA、CSK-IIA、RB-2等型號。探頭在主軸部位用直探頭全方位掃查，徑向探測時的檢測方法有大平底調節法和對比試塊法。徑向厚度S≤3 N（近場區）時才采用試塊調整法，S>3 N（近場區）的主軸能采用底波調整法調整探傷靈敏度，如此操作即可不用再考慮耦合誤差補償，也不用考慮主軸材質同標準試塊之間的聲衰減誤差補償。大平底調節靈敏度時，首先要采用能顯示材料組織反射的高靈敏度在主軸各段找出無缺陷反射的部位，然后將該部位的底波幅度調到80%。斜探頭檢測時的調整時，利用CSK-IIA或者RB-2試塊將探傷系統靈敏度調整為Φ2或Φ3水平。
2 檢測掃查
2.1 直探頭掃查
（1）打開主軸端面端蓋（如果條件允許應盡可能將聯軸器端也拆開），然后將直探頭置于主軸端面做探傷掃查，掃查中需要特別注意軸端周邊部位。探頭掃查的同時，應密切注意儀器屏幕的波形變化并對有關顯示的信息逐一判斷。（2）在主軸部位用直探頭做周向的全方位掃查。直探頭掃查的同時，應密切注意儀器屏幕的波形變化并對有關顯示的信息逐一判斷。
2.2 斜探頭掃查
將斜探頭在主軸滾筒內及兩滾筒之間的主軸部位做軸向與周向掃查，以盡力檢測掃查滾筒大邊、軸承座內、聯軸器等位置的主軸未部位。
3 判定準則
（1）礦山在用提升機和提升絞車主軸上不允許有疲勞裂紋缺陷的存在，當確認為裂紋回波之后，應做如下處理：
①應盡可能地用磁粉探傷或滲透探傷方法進行驗證。②測出裂紋的回波幅度、各項延伸長度、位置及取向。③觀察與裂紋回波相對應的主軸上的具體部位，將檢測結果按坐標作相應的記錄。
（2）礦山在用提升機和提升絞車主軸內部缺陷可依據GB/T 6402-2008《鋼鍛件超聲檢測方法》中的結果評定，質量等級驗收標準應按產品的技術條件和有關規定選擇或經合同雙方協商選定；也可依據GB 20181-2006《礦井提升機和礦用提升絞車安全要求》中4.3.9條的規定執行，GB 20181-2006《礦井提升機和礦用提升絞車安全要求》結果評定如下：主軸應進行探傷檢查，內部不應有白點和裂紋，其夾雜和非裂紋性缺陷要求如下：在主軸軸心2/3直徑范圍內的單個、分散性缺陷和密集性缺陷，應符合相關規定；在主軸軸心2/3直徑以外范圍，允許存在不大于Φ5 mm的當量單個、分散性缺陷6個；允許存在小于Φ4 mm的當量密集性缺陷，但缺陷區面積不應超過被探面積的5%；也可參照JB/T 1581-1996 《汽輪機、汽輪發電機轉子和主軸鍛件超聲波探傷方法》中檢測結果評定執行；依據GB/T 6402-2008《鋼鍛件超聲檢測方法》結果評定，所要求的質量等級按產品的技術條件、有關規定或供需雙方協商選定；參照JB/T1581-1996《汽輪機、汽輪發電機轉子和主軸鍛件超聲波探傷方法》結果評定如下，各類鍛件的探傷結果分別按JB/T 7025、JB/T 1265、JB/T 7027、JB/T 7026、JB/T 1267、JB/T 7178中規定進行評定。
關鍵詞：超聲波技術；船舶管系；故障檢測
1超聲波檢測技術的定義
超聲波檢測指的是根據超聲波在工件傳播過程中，工件對其發生的反射、透射等現象，我們對波的這些特性進行研究，識別工件內部構成、幾何特點、內部缺陷，并能夠對工件的應用價值提供理論支持的技術。
超聲波的特點：
（1）超聲波具有良好的指向性，在介質中能夠集中在特定的方向上，沿直線傳播。
（2）在介質中傳播，超聲波會因為波的特性而發生散射、衰減等。
（3）相比于其他聲波的能量，超聲波具有更大的能量。
（4）相比于超聲波在其它介質中的傳播，在固體中傳播時不會衰減太多，能夠傳播距離更遠。超聲波在傳播過程中，如果從一種介質進入到另一種介質，就會發生反射、折射等現象，特別是在氣體和固體之間傳播時。例如在固體中，存在空洞、斷痕、異物等，超聲波傳播時，遇見缺陷會發生反射現象，尤其全反射時信號最強，接收探頭接收到反射回來的缺陷波，通過超聲波檢測儀進行信號處理，可以在超聲波檢測儀的顯示器上顯示不同幅值及坐標位置的波形。我們能夠通過波形幅值大小及時間坐標得出缺陷在固體中的大小、位置和特性等參數信息。
超聲波檢測具有很大的優勢，具體來說：
（1） 適用范圍廣，可以對非金屬、金屬或一些復雜材料進行無破壞的檢測；
（2） 穿透能力強，當被測固件厚度比較大時，超聲波是一個很好的選擇。如在一些鋼結構的檢測中，對于3mm厚度的金屬材料或者幾米長的鋼結構試件都可以很好的檢測；
（3） 缺陷識別分辨率高；
（4） 能夠容易識別到一定面積的缺陷；
（5） 靈敏度高，對于很小的裂痕等就能夠很好的檢測；
（6） 檢測時間短、花費少，對人體不構成健康威脅，儀器攜帶方便，操作簡單。
2超聲波檢測方法
超聲波檢測具有很多分類方法，按耦合方式分為接觸法與浸液法；按檢測原理可以分為脈沖反射法和穿透法等，按波形分為縱波檢測，橫波檢測，表面波檢測等。接觸法就是在超聲波換能器和被測工件表面中的空隙里涂上耦合劑直接接觸進行檢測的方法。常用的耦合劑有機油，甘油，水玻璃等，具有降低阻抗，減少衰減，傳遞超聲波能量的作用。直接接觸檢測法操作方便，但是對被檢測工件表面的粗造度具有一定的要求。當工件表面太粗糙時，會影響到超聲波的檢測質量，降低檢測的準確性。縱波脈沖反射法分為一次脈沖反射法和多次脈沖反射法。一次脈沖反射法是以一次底波為依據進行檢測的方法。超聲波在向被檢測工件傳播的過程中，部分超聲波遇到障礙時會反射回來，其余聲波會繼續傳播直到傳播到工件底面反射回來。由發射波，缺陷波和底波在時間基在線的相對位置，就可以知道缺陷的大致位置。多次脈沖反射法是以多次底波為依據對缺陷位置進行定位的方法，通常用于對疏松材料工件的檢測。表面波檢測法是表面波沿著被檢測工件表面傳播，根據表面波只能在固體中傳播的特性工作，表面波在傳播的過程中，遇到裂紋等會發生反射，就能準確的反映檢測工件表面的狀態。采用表面波進行檢測時，需要對被檢測工件進行清潔。在我們的實驗中我們采用多次脈沖反射，提高系統定位的精度，根據船舶實際工況，為了方便超聲波換能器的檢修，我們選擇直接接觸法進行檢測。利用超聲波縱波能夠在液體中傳播的特性和表面波不能在液體中傳播的特性，采取超聲縱波對管道故障進行定位，超聲表面波對泄漏進行檢測的方案檢驗船舶管道故障。
3超聲波換能器在系統中的安裝
在超聲波換能器的功率選擇上，通常應該留有一定的功率余量，因為船舶機艙的工作環境往往比較惡劣，存在噪音大，高溫，潮濕，有較強的電磁干擾等等的客觀因素，這些因素能大大的消耗超聲波的功率。若不選擇大功率超聲波換能器，在系統工作時往往會出現測量響應慢，檢測精度低，系統容易誤報警等現象，嚴重影響整個系統的正常運行。超聲波探頭和工況檢測主機之間的連接需要高l同軸電纜，電纜需要屏蔽，避免環境電磁噪聲的干擾，在檢測過程中不得隨意更換電纜。在更換電纜的同時，需要對系統的阻抗進行重新匹配，超聲波換能器的安裝位置進行重新調整，確保檢測的靈敏度和精確度。超聲波探頭和被檢測管道之間需要采用耦合劑，采用耦合劑可以驅除超聲波換能器和被測管道之間的空氣，增加聲能的穿透率，降低聲阻抗，使超聲波更好的進入管道。常用甘油作為耦合劑進行耦合處理。為保證測量精度和穩定性，超聲波換能器的安裝的安裝點應選擇在流場分布均勻的直管段部分（安裝時管道中必須充滿液體），必須遵循以下原則：
（1） 選擇材質均勻質密、超聲波易于傳輸出的管道。盡量選擇無結垢的管道進行安裝，充分考慮管內壁結垢狀況和管道充滿流體工質的情況，如垂直管道（流體向上流動）或水平管道，避免安裝在管道系統的最高點或帶有自由出口的豎直管道上（流體向下流動）。
（2） 安裝超聲波換能器時必須把欲安裝換能器的管道區域清理干凈，換能器與管道的接觸部分涂滿足夠的耦合劑，防止空氣進入影響超聲波信號傳輸。
（3） 應選擇在上游大于10倍管道直徑、下游大于5倍管道直徑以內無任何閥門、彎頭、變徑等均勻的直管上安裝超聲波換能器，安裝點應充分遠離閥門、泵、高壓電和變頻器等干擾源，如圖1所示。兩個換能器間安裝距離滿足公式：應保證安裝有超聲波換能器的管段有足夠的上下游直管段長度，一般要求前直管段為10D，后直管段為30D。
（4） 在安裝方式上，Z方式安裝的換能器信號強度高，系統穩定性好，因而選用Z方式安裝。兩個傳感器必須安裝在管道軸面的水平方向上，并且在軸線水平位置±45°范圍內安裝。
4結語
目前，船舶上更多的是采用人工巡視的方法對管道泄漏進行檢測和定位，這時故障發現的及時性和故障點定位準確性主要取決于船員的責任心和工作經驗，大大的增加了船員的勞動強度，無法滿足現代船舶智慧化的發展需求現狀。現在雖然全球眾多國家都投入了大量的人力和財力研究管道泄漏的檢測定位及防護，但大部分研究成果還僅應用于石油管道，在現在已經擁有的船舶管系故障檢測與定位技術中，還沒有成熟的系統技術和先進的實時在線監測設備應用。本文主要對超聲波技術在船舶管系故障檢測中的應用進行了簡要的分析，希望能夠起到一定的借鑒作用。
參考文獻：
關鍵詞： 超聲波測距； 安全隱患； 遠距離測距； A/D采樣
中圖分類號： TN951?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）02?0117?03
0 引 言
隨著科技日新月異的發展，礦山數字化進程不斷推進，大量的采煤設備引進到煤礦當中使用，煤礦的開采量也隨之增加，但開采量增加的同時帶來了一個新的問題——如何將開采出來的煤安全快速地運輸出去。針對這一問題，我國煤礦采取增加機車運輸車輛、提高電動機車的車速和機車24 h作業。這樣一來，駕駛員容易出現疲勞駕駛和注意力不集中，從而帶來一系列安全隱患問題，因此設計出一套機車防撞報警系統，對于煤礦安全有著非常重要的意義。而這套系統的關鍵技術在于測距——測量前方障礙物到機車的距離，當今應用于測距的方法主要有以下五種：紅外測距、激光測距、超聲波測距、毫米波雷達測距和攝像系統測距。結合煤礦自身的復雜環境的考慮，本文選用超聲波測距。超聲波測距作為一種典型的非接觸測量方法，在很多場合，諸如工業自動控制，建筑工程測量和機器人視覺識別等方面得到廣泛的應用[1]。與其他幾種測距方法相比，不受光照度、煙霧、電磁干擾等因素的影響，目前已普遍應用于倒車雷達、建筑施工工地以及一些工業現場。近年來，使超聲波測距系統在提高有效作用距離的同時，相應提高測量精度與抗干擾能力，成為超聲波測距技術的又一個重要研究方向[2]。
針對此點，馬志敏提出自動根據測量距離遠近調控發射功率的方法，即自動根據距離的遠近來調整發射拖尾波覆蓋信號的寬度，從而消除拖尾波的干擾[3]。杜曉采用40 kHz和25 kHz兩種頻率的超聲波測距，既擴大了測量范圍又能兼顧小范圍測距時的測量精度[4]。本文將對超聲波測距的基本原理、硬件電路、軟件算法和示波器調試進行敘述，并對其發展趨勢進行展望。
1 超聲波測距的基本原理
超聲波測距儀是由超聲波發射器、接收器和信號處理裝置三部分組成。超聲波作為一種特殊的聲波，同樣具有聲波傳輸的基本物理特性，超聲波測距就是利用其反射特性來工作的。超聲波發射器不斷發出一系列連續脈沖（比如30 kHz的超聲波），并給測量邏輯電路提供一個短脈沖。超聲波接收器則在接收到所發射超聲波遇障礙物反射回來的反射波后，也向測量邏輯電路提供一個短脈沖，再利用雙穩電路把上述兩個短脈沖轉化為一個方波脈沖。方波脈沖的寬度即為兩個短脈沖之間的時間間隔。測量這個方波脈沖的寬度就可以確定發射器與探測物之間的距離。如圖1所示，根據測量出輸出脈沖的寬度，即測得發射超聲波與接受超聲波的時間間隔，從而就可求出機車與障礙物之間的距離[S]：
[S=12vt]
式中：[v]為超聲波音速（即聲速）；[t]為時間[5]。
根據超聲波測距儀的工作原理，本文對其進行改造，以單片機作為控制核心，能夠更靈活的輸出不同頻率、不同占空比的脈沖，自帶的16位定時器功能可以得到一個更為精準的時間。
圖1中，單片機為核心控制部分，通過內部定時器產生30 kHz的方波，經過發射驅動電路驅動超聲波發射器發射出去，與此同時，單片機開始計時。
接收回路將微弱的回波信號檢出，送到信號放大電路放大，將放大后的脈沖信號輸出到單片機中斷口，單片機收到中斷信號后停止計時并計算出距離值，直接送給顯示電路顯示。接收過程中，單片機可以定時控制放大電路的增益逐漸增大，以適應因距離越遠而越微弱的回波信號。
目前國內超聲波探頭探測距離一般在15 m以內，而本文選用了世界超聲波傳感器領導品牌美國AIRMAR公司生產的AR30超聲波傳感器，其標準探測距離為80 cm～25 m。
通過匹配該傳感器各性能參數，設計出合理的硬件電路。而要達到25 m遠距離測量，發射功率和接收靈敏度必須很好地配合。
2 硬件電路設計
超聲波測距的遠近取決于發射功率和接收靈敏度，發射功率越大返回的能量就越強，檢測的距離也就越遠，但與此同時帶來的副作用是余波時間也越長導致無法測量近距離的物體；在測量越遠距離的障礙物時返回的回波信號也就越微弱，必須先經過放大電路進行處理。放大倍數越大，靈敏度就越高，測量的距離也就越遠，但與此同時干擾信號也隨之放大導致測量出的距離出現錯誤現象。因此，合理地控制好發射功率和接收靈敏度，將會使測量距離和穩定性達到一個較佳的狀態。
2.1 發射模塊
作為發射模塊自然功率越大越好，而AR30超聲波傳感器屬于電壓驅動，其功率正比于驅動電壓，所以采用變壓器升壓，升壓比1∶40。網絡標號“30KPulse”是由單片機軟件產生的頻率為30 kHz、高電平為3.3 V的脈沖信號，經過三極管Q1，Q2兩個開關管之后轉變為頻率為30 kHz、高電平為12 V的脈沖信號，再經過場效應管Q3來到脈沖變壓器T1（電壓比n=40）初級線圈，此時從次級線圈出來的高電平達到了原來12 V的40倍，即480 V，再經過D1，D2，D3，D4輸出到AR30超聲波傳感器發射出去等待回波信號（見圖2）。
2.2 接收模塊
由于發射功率、被測物體距離、被測物體的表面反射率、被測表面與探頭的法線是否垂直等因素的影響，回波信號比較微弱， 這就需要利用運算放大器將其放大，最后送給單片機進行處理，由于本文要實現遠距離測量就必須提高接收的靈敏度，故選用放大倍數為1 000的信號接入單片機（見圖3）。
3 軟件代碼的實現
本文采用的單片機是Silicon Laboratories公司的增強型51單片機C8051F060，內部有兩個16位SAR ADC，它擁有以下幾個優點：16位分辨率、+0.75 LSB INL保證無失碼、可編程轉換速率最大1 MS/s、可作為兩個單端或一個差分輸入、直接存儲器存取和內部溫度傳感器。下面給出用C語言編寫的頻率為30 kHz、占空比為27%的10個脈沖信號的部分源代碼：
sbit Pulse = P2^7；
Timer2_Init （440）； //Initialize the Timer2
SFRPAGE = TMR2_PAGE； //Set SFR page
TMR2CF = 0x08； //Timer2 uses SYSCLK
TMR2 = 0； //Init the Timer2 register
TMR2CN = 0x04； //Enable Timer2 in auto?reload mode
for（i=0；i
{
Pulse=0；
while（TMR2
Pulse=1；
while（TMR2
SFRPAGE = TMR2_PAGE； //Set SFR page
TMR2 = 0； //Init the Timer2 register
}
Pulse =1；
以上由單片機產生的10個脈沖經過發射驅動電路反相、升壓后通過超聲波AR30發射出去，在接收程序上利用單片機的16位高速A/D進行采樣，經過一系列的算法得到回波信號的到來的時間t，從而由公式[S=12vt]得出前方障礙物的距離，將其顯示在液晶屏上并發出聲光報警信號提醒駕駛員前方不遠處有障礙物。
圖3 超聲波接收信號放大電路圖
4 示波器調試
發射脈沖示波器實測脈沖波形圖（見圖4）（頻率f=29.34 kHz，周期T=34.09 μs，幅度為10 V，脈沖數目為10個）。
接收波形示波器實測圖（見圖5），前段波形是余波信號，余波時間的長短與發射功率有直接關系，在這里通過軟件延時跳過余波信號，第二段是遇到障礙物返回的回波信號，軟件算法上就是通過計算出這段回波到來的時間得到此障礙物的距離。
5 結 語
通過以上研究分析及實驗數據驗證，實現了25 m遠距離障礙物的探測，但由于被測物體距離太遠、被測物體的表面反射率不高、被測表面與探頭的法線不垂直等因素導致回波信號非常微弱，這就需要提高發射功率和接收靈敏度，與此同時干擾信號也跟著被放大增強從而導致檢測出現誤報現象，合理的硬件設計和優化的軟件算法可有效地解決誤報現象，并能大大提高遠距離檢測的測量精度。綜合目前超聲波障礙物測量技術的應用現狀，提出以下幾點展望：
（1） 由于有效地提高發射功率可以增大測量距離，但副作用是發射后的余波時間較長，此時測距的盲區也會增大（測距盲區指的是可以測量的最小距離），合理的提高發射功率和余波抵制電路配合將會進一步改善超聲波檢測的性能。
（2） 選用指令速度更快、采樣頻率更高的單片機，如STM32F407，指令速度快可減少響應延時的不確定性，計時精度高可提高分辨率。
（3） 可采用發射、接收分體型的超聲波傳感器，使發射電路和接收電路完全隔離互不串擾，這樣可以增加測量的穩定性。
（4） 更優化的軟件算法可有效的解決誤報現象，并能大大提高遠距離檢測的測量精度。
參考文獻
[1] 張珂.超聲波測距回波信號處理方法的研究[J].測控技術，2008，27（1）：48?50.
[2] 李戈.國內超聲波測距研究應用現狀[J].測繪科學，2011，36（4）：60?62.
[3] 馬志敏.一種自動抑制超聲測量盲區的方法[J].聲學技術，2005，24（1）：55?57.
[4] 杜曉.基于SoPC技術的車輛電子后鏡系統設計[J].嵌入式系統應用，2008（8）：29?30.
[5] 鐘勇.現代汽車的四種測距方法[J].汽車工業研究，2001（2）：38?40.
[6] 王闖.超聲波傳感器在礦山救援機器人中的應用研究[J].煤礦機械，2007，28（1）：162?164.
[7] 曾祥進.自動增益電路在超聲波測距系統中的應用研究[J].測控技術，2005（7）：69?71.
[8] 楊天虹.連續波雷達同頻干擾微波對消技術的研究[J].微波學報，2011，27（6）：32?36.
關鍵詞：含油污泥 超聲波技術 遼河油田
遼河油田每年產生含油污泥10-15萬方，對含油污泥的處理已迫在眉睫。國內外在該領域常用的處理技術包括：溶劑萃取、焚燒、熱化學洗滌、生物固化、或幾種方法綜合聯用等， 這些方法存在一定程度局限性，因此油田污泥處理技術的相關研究對高效、節能、環保地處理油田污泥具有實踐性的意義。
一、含油污泥主要特點
目前遼河油田含油污泥的來源主要有落地油泥、清罐油泥、浮渣底泥等，每天產生污水污泥超過1.2×105m3，其中最主要是稠油污水污泥。在2000年之前處理稠油污泥污水只有特油一號站，采用的工藝是氣浮，現在即使采用減量處理，每年產生污泥量也非常巨大，無害處理工藝技術要求更加迫切。依目前的情況看，油田含油污泥的含油量在8%-35%之間，污泥中的主要成分是水，其比高達30%-80%，泥土和其他成分含量只占10%-50%之間。從含油污泥的化學成分看，包括老化的原油、瀝青質、蠟質、膠體、鹽類、細菌、氣體等，還有在石油開采加工過程中添加的各種試劑，輸油管道老化、腐蝕以后的污垢沉淀等成分。遼河油田由于建成時間較早，管道老化腐蝕造成的污垢成分較多，由于成分的復雜性，對遼河油田含油污泥的無害處理難度較高。遼河石油勘探局華油實業公司現有油泥處理廠年處理能力為5萬噸，主要采用減量化綜合處理工藝進行處理。
二、超聲波技術處理含油污泥的原理
含油污泥無害處理的方法之一就是采用超聲波技術脫油，其原理是應用超聲波的振動和聲控化。
首先，超聲波的機械振動，超聲波使得在其中的液體物質高速高頻振動，形成極強的湍流。利用污泥中成分有液體污油、固體無機物質和水，這三種成分密度不同，在強大湍流作用下，三種物質之間會發生位移，并在界面處產生摩擦，于是油和泥就會發生分離。分離出來的石油小顆粒在振動作用下互相高速碰撞，可以克服污油小顆粒之間的界面張力，凝聚成較大的油滴。
其次，超聲波的聲空化，由于超聲波振動后三相密度不同的物質會發生相對位移，位移速度不一致，就會在石油和污泥的界面處發生空化（產生氣泡），這種空化可以達到分離石油和固體無機物的效果。氣泡長大之后會在短時間內破滅，破滅瞬間會產生能流量較高的射流，超聲造成的空化所射流速度可高達到400km/h，四面八方的氣泡破滅產生的射流以固體不能抵擋的沖擊力沖擊固體表面，這樣的沖擊波會在不到4×10-8s的時間之內消失，產生的高溫高壓可將聚集的污泥分散，把石油和污泥剝離，此外，高溫高壓還可以降低固體無機物與污油之間的粘附力。遼河油田中的固體污垢和被污染的石油可以通過超聲波的振動和聲空化分離。
三、超聲波處理含油污泥技術的研究
由于含油污泥來源有所不同，性質差異也比較大，比如，鉆井時產生的污泥含有一些有害重金屬，洗油井、修理油井過程中產生的污泥含有較多的腐蝕性物質，酸化污泥含有大量的強酸物質，原油油罐底部污泥中還有一定量的表面活性劑，通過超聲技術的機械振動和聲空化作用可以處理含油污泥。
王文祥在油田污泥的處理過程中采用了超聲波技術，并研究了超聲波的強度、超聲時間、含油污泥的預熱溫度、清洗液使用劑量等試驗條件對含油污泥的脫油效果的影響。
四、超聲波處理含油污泥技術的應用
超聲波具有低能耗、高效率、短時間、設備簡單等優點，在工業、生物學、農業醫學、化學、化工等領域已經被廣泛應用。
新疆油田借鑒、結合國內外最新技術處理含油污泥，并開展了處理含油污泥的研究與應用。由于含油污泥成分復雜的特點，一般采用多種方法聯用或綜合使用，如熱洗法、熱解處理、萃取、熱洗、助溶劑、回轉爐等。
德國在采用超聲處理含油污泥方面走在世界前列，他們主要利用超聲分解剩余污泥，提高含油污泥的厭氧能力。
德國漢堡工業大學奈斯研究團隊深入研究輸入能量語產出的比例問題，經過超聲處理含油污泥，被擊毀的好氧細胞比例為5%左右時綜合效果最佳。
石油、天然氣在開發過程中會產生很多含油污泥，為了避免含油污泥對油田的正常運營產生影響和減少對污染的環境，中原油田的相關技術研究員充分考慮自身特點，對污泥的特性、產生原因、污泥濃縮、污泥脫水等展開了大量試驗。結果表明：對含油污泥的處理技術進行研究后，在中原油田的各個污水處理站進行推廣應用，均取得較好的處理效果，主要表現在污泥處理各個過程穩定運行，解決排污問題良好，處理之后水質達標且達標效果穩定，成功杜絕污泥外排之后引起污染，保護油區自身環境非常有效。
目前，我國油田在含油污泥的處理過程中大多數只采用單獨的物理處理、化學處理、微生物處理等技術，而隨著各種單項處理技術的發展與不斷完善， 最近幾年出現了聯合、綜合處理調理技術，而且得到了廣泛的推廣和大量應用。
結語：我國在石油的開采加工過程中產生大量含油污泥，一方面對有限的石油資源本身是一種浪費，污泥的不正確排放也會對環境造成極大的破壞。由于含油污泥的性質較為復雜，成為了石油開采加工中較為麻煩的問題，因此急需對含油污泥做出高效、節能的處理。超聲波技術處理含油污泥，一方面可以回收超聲后集聚的石油，另一方面可以減少其對環境的污染，而且超聲技術本身與其他處理技術相比優勢較為顯著。
參考文獻：
【關鍵詞】四手操作；超聲波刮治技術；醫療效率
四手操作是一種高效率的牙科操作技術和現代化的服務形式。其具體操作是指在口腔疾病治療過程中， 醫生和護士始終采取坐位，醫護雙手同時進行操作， 相互協調配合，進行平穩而迅速地傳遞器械、材料和其它用品，共同完成治療， 并在治療過程中對病人進行心理護理，，口腔衛生宣教，體現關懷服務[1]。自我科室2011年9月實施四手操作以來，四手操作大大提高了工作效率，提高了醫療質量，得到了醫患的一致好評。
超聲波齦下刮治術利用超聲波的高頻振蕩作用及超聲沖洗作用，清除牙周菌斑、
結石及各種病理組織，與手工潔刮治比較具有效果好、效率高、損傷小等特點，是牙周科的常用醫療技術。本文以超聲波齦上下潔刮治術為例，探討四手操作在牙周齦下治療中的應用及意義。
1四手操作的操作方法
1.1 術前準備
1.1.1 器材準備：治療盤一套， 超聲波工作頭和一套手用刮治器、牙周探針、雙氧水、生理鹽水和患者的病歷資料等（遵醫囑可準備局麻藥） 。
1.1.2患者的準備： 安排患者在牙椅就坐，給0.2% 洗必太漱口水含漱1min，調節牙椅與燈光，安裝超聲波工作頭，將超聲的能量輸出調至合適的檔位。
1.1.3心理準備： 向患者說明刮治過程中牙齒可能有酸痛、牙齦出血等，若不能忍受，可考慮局麻下進行。
1.2術中操作
1.2.1傳遞牙周探針給醫生進行牙周探查，協助記錄探診深度、菌斑指數及其它牙周指數。
1.2.2傳遞探針探診齦上下牙石情況，再用超聲工作端進行刮治。采用雙吸法配合醫生操作，即一手持強吸唾器、一手持弱吸唾器。強吸唾器主要用于清除超聲波水霧、牽拉口角、按壓保護舌體等等，弱吸唾器主要用于清除口腔中的積液。術中應隨治療區域的改變隨時調節燈光，隨時轉換左右手分別持強、弱吸唾器，吸唾器與超聲波工作頭密切配合，保持術區清潔、視野清晰。
1.2.3 超聲齦下刮治結束后， 根據刮治牙位及醫生使用器械的習慣進行傳遞手用器械刮治剩余齦下牙石、袋內病理性肉芽組織，配合吸唾，沖洗口腔，保證醫生視野清晰。傳遞探針給醫生檢查根面是否平滑。
1.2.4 根面刮治平滑后協助傳遞 3%雙氧水、0.2%洗必泰給醫生交替沖洗患者牙周袋。沖洗時用強吸唾器清除口腔中大量的氣泡，同時準備清水給患者漱口。
1.2.5 治療完成后，用千凈棉球擦凈患者口周的血漬、污漬。向患者說明術后注意事項及藥物使用方法。
2四手操作中的注意事項
2.1操作前： 護士應以高度的責任感熱情地接待患者，消除患者就醫的緊張和恐懼心理，做好心理護理。操作前備齊術中要用的器械與藥品，調整椅位與燈光，為患者提供一個舒適的就診環境。
2.2操作中： 在操作中護士應戴手套，在協助醫生工作時，可以隨時注意調整照明燈的方向使其操作視野清晰。 及時用強吸和弱吸洗唾，減少患者漱口次數，保證患者就診舒適。并盡量保持一只手相對清潔， 在接觸清潔物品時要減少接觸面積， 如用小手指拉開抽屜， 用手指背按壓開關等[2]。治療中使用的器械或材料都由護士根據用量拿取，避免交叉污染。隨時詢問患者是否有不適情況，解釋治療過程，紓解患者的緊張情緒。
2.3操作后： 對治療后所用器械嚴格按條例進行消毒、滅菌處理，對使用過的治療椅及治療臺等物體表面，進行擦拭消毒。
3四手操作的意義
3.1提高治療效率及質量： 由于護士做好了器械準備和材料調配，醫生只負責完成治療，二者分工合作，減輕了醫生的工作負擔，充分發揮了兩者的工作能力，縮短了治療的時間。由于治療時間的縮短，也縮短病人張口時間，減輕其顳頜關節疲勞。在治療過程中護士及時吸唾，減少了病人漱口起身的次數，這些都使病人對治療的滿意度明顯提高。
3.2增加患者心理護理： 超聲波刮治會對患者產生一定程度的敏感，加上治療中牙齦出血，患者可能會產生恐懼和抵觸的情緒。護士在操作前會對病人解釋治療的目的、方法、注意事項及時間長短，讓病人有療前心理準備，減少不安感。在操作中，護士可配合醫生告訴患者病情如何，施行的治療方案及治療過程，隨時解釋治療中各種器械和藥品的用處，讓病人減少因為未知產生的不安和恐懼感[3]。這樣可以大大提高患者在就診過程中的舒適度和滿意度，減少牙科恐懼癥的發生。
3.3減少交叉感染的發生： 四手操作可以有效地避免傳統操作中因為一名護士為多名病人服務而帶來經手引起的直接或間接感染。同時，因為護士在四手操作中負責器械或材料的傳遞，避免了醫生在傳統操作中由于器械或藥品不能及時到位，醫生戴著污染的手套或正在使用的污染器械直接取材料或藥液的現象，有效地避免了物品感染。
4小結
四手操作技術是一種現代化牙科操作和管理系統，具有高質量、高效率，保護醫護勞動力的優點。將四手操作應用到牙周治療中，不僅提高了工作效率，還保障了醫療工作充分發揮護理人員的作用，更好地提高了護士的專業工作能力和主動參與工作的自信心。對于醫生可以有更多的精力集中于治療中，提高專業技術的發展。對于患者提供了舒適的就診條件，及無微不至的心理護理，縮短了治療時間，提高了就診的舒適度和滿意度。因此，將四手操作應用到牙周治療中是未來的大勢所趨。
參考文獻
[1]趙佛容. 口腔護理學 [M] .上海 ：復旦大學出版社，2004：21.
關鍵詞：超聲波；局部放電檢測；定位技術；開關柜；故障診斷；電力系統 文獻標識碼：A
中圖分類號：TM855 文章編號：1009-2374（2016）09-0039-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.09.018
1 概述
目前，高壓開關柜已廣泛用于電力系統的變電站中，是電力系統中不可或缺的重要組成部分。然而由于環境中濕氣、高溫、放電、氧化等因素，造成開關柜內電氣設備絕緣劣化，最終以局部放電的形式表現且加劇絕緣劣化，進而帶來安全事故和經濟損失，因此對局部放電信號的檢測以及定位是發現開關柜故障并對其進行及時維修的關鍵。
電氣設備在制造和加工以及運輸安裝過程中，由于工藝和制造水平等原因往往會致使設備金屬表面存在突起、絕緣子存在氣泡、裂縫、設備表面留有金屬碎屑或設備安裝過程中留有連接部位松動接觸不良等，這些情況都會造成開關柜內設備出現局部放電現象。局部放電長期存在會造成設備絕緣能力下降，引起設備故障。目前的開關柜局部放電檢測技術主要有超聲波檢測法、暫態地電壓法和特高頻法。各種方法都有其優缺點，超聲波法是近幾年出現的一種檢測方法，由于其靈敏度高、抗電磁干擾能力強、定位準確得到廣泛應用。
2 超聲波局部放電檢測技術
當高壓電氣設備內部存在局部放電，在放電過程中，隨著放電的發生，伴隨著爆裂狀的聲發射，其振動頻率在10Hz≤f≤107Hz，產生超聲波，且很快向四周介質傳播。伴隨有聲波能量的放出，超聲波信號以某一速度通過不同介質（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較短，因此它的方向性較強，且在空氣中衰減較大，容易進行定位。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。根據超聲波在空氣中的速度是一定的，誕生了時間計算法進行定位。由于在開關柜內部件眾多，而且超聲法檢測只能從開關柜縫隙中檢測，有的局部放電用時間差法計算相對較為復雜，而幅值比較法由于應用方便、結果直接，常用于現場實際檢測中。
超聲波局部放電檢測技術是通過超聲波傳感器對電力設備中局部放電時產生超聲波信號進行檢測，從而獲得局部放電的相關信息，實現局部放電監測。由于開關柜帶電部件較多，電磁環境較為復雜，但超聲波法能有效規避這些電磁干擾，對于一些有超聲信號的熒光燈和電磁振動等機械波干擾較難排除，因此檢測時應閉燈和盡量排除某些振動干擾。
開關柜超聲波局部放電檢測儀主要由傳感器、耳機和檢測主機組成，其中超聲傳感器為敞開式，將傳感器沿著開關柜體的空氣縫隙掃描監聽，同時注意耳機中聲音和屏幕示數的變化。當檢測到有異常信號時，應該在異常信號周圍多布置幾個測點檢測，找到信號最大值位置，再根據現場開關柜內電氣設備情況進行綜合診斷。
3 超聲波局部放電檢測技術的應用
圖1 T412開關柜超聲波測試點圖
圖2 2號站變開關柜超聲波測試布點
本文以長治某220kV變電站的35kV開關柜為例，應用超聲波局部放電檢測技術對設備疑似放電部位進行帶電檢測和定位。35kV T412斷路器開關柜布置超聲測點如圖1所示，測試數據見表1；35kV 2號站變開關柜布置超聲測點如圖2所示，測試數據見表2。
表1 T412開關柜超聲測試數據
檢測部位 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
檢測結果（dB） 17 13 8 16 13 11 5
表2 2號站變開關柜超聲測試數據
檢測部位 ⑧ ⑨ ⑩ ? ?
檢測結果（dB） 15 13 9 9 13
兩個開關柜為相鄰的開關柜，因此通過測試數據和放電聲音的音量大小可判斷超聲信號最大區域為兩開關柜相鄰的縫隙的中上部，其超聲波信號更是達到19dB，超聲信號最大值區域如圖3所示：
圖3 超聲信號最大值區域
結合開關柜的內部結構，這里正是斷路器出線經穿墻套管和站變連接的部分，因此初步判斷為穿墻套管內部臟污或有懸浮電位等引起的局部放電。信號最大值位置開關柜的側視圖如圖4所示：
圖4 超聲信號最大值開關柜側視圖
4 解體驗證
通過對開關柜超聲局部放電信號檢測和結構分析，初步判斷出開關柜內部穿墻套管存在放電缺陷，并得出了大概的放電類型，但對于具體放電位置和原因還有待進一步確定，對此，檢修試驗人員申請停電后打開開關柜柜門進行查看，發現2號站變開關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壁和屏蔽線處于不同電位，使得屏蔽線對母排的絕緣護套發生懸浮放電，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 結語
超聲波局部放電檢測技術是目前發現開關柜內部電氣設備因接觸不良、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，尤其是對開關柜內外絕緣發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用。而開關柜內電氣設備較多、電磁環境復雜，幅值比較法不失為一種簡便快捷的現場超聲波定位方法。
參考文獻
[1] 駱東松，范鵬飛.超聲法在檢測高壓開關柜內局部放電的應用[J].電子設計工程，2015，（6）.
[2] 劉新宇，王衡.一起應用超聲法檢測高壓開關柜局部放電的案例分析[J].新疆電力技術，2011，（3）.
關鍵詞：超聲波測試；表面裂縫；自動修正；室內試驗
引言
瀝青混凝土表面層的開裂是瀝青路面的主要損害類型之一。瀝青混凝土開裂可能是因交通荷載的重復作用引起(疲勞裂縫)，或是由于路面溫度場的急速波動變化引起(溫度裂縫)，或者是這兩者的共同作用結果。過去通常認為，瀝青路面的疲勞裂縫起始于瀝青層底面，并向表層擴展(從底面向上擴展的裂縫)。然而，最近的部分理論和試驗研究表明：在許多情況下，疲勞裂縫起始于表面，并向下擴展(從表面向下擴展的裂縫)。溫度裂縫通常是由表面向底層擴展。
為了對已開裂瀝青路面選定最優處治策略，確定裂縫的開裂程度(部分深度或貫穿性裂縫)非常重要鋪筑2.45~4.90 cm的AC保養層或薄層瀝青罩面層對于開裂至一定深度的由表面向下擴展的裂縫是一種經濟有效的處治方式。但這種方式，對于貫穿整個面層的任何類型裂縫而言只是一種臨時的處治措施。
通常，路面裂縫的調查評價通過目測或鉆芯取樣進行。鉆芯取樣是一種昂貴而具有破壞性的方法，在一個工程中，只能取限定數量的芯樣；而目測調查不能確定裂縫的擴展深度，無法確定基層是否已經發生損害。因此，需要開發一種簡單、經濟而非破損的方法用以測定裂縫通過瀝青面層的擴展厚度，從而確定不同的處治措施。
傳統的評價瀝青路面的非破損試驗方法用于評價瀝青路面裂縫適用性不強。落錘式彎沉儀測試彎沉對許多參數(如路面結構層厚度和特性等)很敏感，這些參數的變化比表層裂縫的存在與否對FWD彎沉有更顯著的影響，因而FWD無法探測路表淺層裂縫。探地雷達(GPR)是用于探測評價路面裂縫的準確工具，但GPR測試數據的處理需要特殊的復雜技術。
1銅版刻針接觸式(DPC)超聲波測試
超聲波測試利用高頻聲波(大于20 kHz)來表征材料的特性或其缺陷。聲波由一個壓電式換能器產生并發出，經由材料后被接收器接收。分析接收到的信號，可以得到介質材料的重要信息。超聲波測試被廣泛應用于建筑材料，如金屬、復合材料以及混凝土的檢測中，但迄今為止在路面常規測試和瀝青路面的特殊測試中，還沒有廣泛的應用。這是緣于在瀝青路面表面進行超聲波測試較為困難，以及瀝青材料中測試結果的復雜性所致。
為了進行可靠的材料超聲測試，在聲波發送器和介質材料之間必須有很好的聲學接觸。傳統測試混凝土結構的超聲波裝置上有一個壓板式換能器，就是靠這個壓板式發送器上的特殊雙向裝置實現混凝土表面和換能器的聲學接觸。這種雙向接觸壓板式(CPC)換能器有如下缺點：①試驗速度較慢；②粗糙表面和曲面上測量結果的重現性很低；③換能器和傳感器之間信號的測試可能存在錯誤，而這一錯誤可能導致錯誤的試驗結論。
上述問題可以通過采用銅版刻針接觸式(DPC)超聲波測試裝置，以DPC式換能器代替CPC式換能器來解決。DCP可以用于任何表面，其測試過程采用“輕型接觸”方式進行。DCP式換能器的概念是由前蘇聯學者于20年前提出的，并經過多年的原型設備研究確定了其耐用性。最近，這種采用DPC換能器的超聲波測試裝置開始應用于商業。
本研究中采用的裝置是由聲控系統公司生產的UK1401。測試儀是由一個液晶顯示器和兩個內置的帶圓錐形保護的超聲換能器組成的電子裝置；探針被固定在該裝置側向邊緣，相距15 cm，每個探針都可以作為接收器或轉送器，超聲波實際工作頻率為70 kHz。該裝置通過測試聲波在兩個換能器之間的傳播時間自動計算出波速，并通過液晶顯示器顯示該裝置易于操作、自動調整，可適應測試目標的材料和表面特性，以及探針和測試目標間接觸壓力的大小；體積小(18.1 cm×6.5 cm×3.1 cm)、重量輕(0.4 kg)，便于攜帶。
2自動修正超聲測試技術
瀝青材料是一種較難利用超聲測試的材料，其粘彈性使測試結果隨頻率的變化而變化；溫度也對瀝青材料的剛度和聲學特性有顯著的影響。
然而，在許多實際應用中，利用自動修正超聲技術可以克服上述困難。這項技術被成功地用于評價混凝土結構的裂縫，包括聲波在結構開裂與未開裂部分傳播的同步測量。這些聲波傳播的同步評價可以消除進行初步校準的需要。
當前有很多種類型的自動修正方法，本研究中采用兩種：試驗1是沿著裂縫的方向并盡量接近裂縫進行測試；試驗2是橫跨裂縫進行量測；信號傳播的速度被量測得到，不同信號的比率可計算得到，同時消除了溫度對測試的影響。
UK1401量測的是信號由一個傳感器傳播到另一個傳感器的時間。探針之間的距離是固定的，通過該裝置按式(1)計算得到的信號傳播速度，代表了真正的縱向波速。
式中：V表示縱向波在介質中的傳播速度；t1表示試驗1中信號由一個傳感器到另一個的傳播時間；L表示兩個傳感器之間的距離(150 mm)。
然而，如果橫跨裂縫進行量測，信號的實際傳播距離將大于兩個傳感器之間的距離(圖1)，這反映在通過該儀器計算得到的波速減小上。
（2）
式中：V2表示試驗2中縱向波的計算速度；t2表示試驗2中信號由一個傳感器到另一個的傳播時間。
表面微裂縫的存在對波傳播速度沒有顯著影響，試驗2中信號的傳播距離L2，可以按下式計算得到：
（3）
顯而易見，試驗1和試驗2中信號傳播距離與計算波速之比成反比，即：
(4)
對于表面裂縫而言，波的傳播距離是裂縫深度的函數，于是試驗2和試驗1計算波速比率則是表征裂縫深度的一個合適指標。
3室內試驗測量
為驗證超聲波測試瀝青路面表面裂縫技術的可行性，現進行室內試驗研究。利用Superpave PG58-28混合料旋轉壓實儀成型圓柱試件來制備4根瀝青混合料梁，尺寸為：長17.15、高6.13、厚1.84 cm。
超聲波測試試驗在每根梁的頂面進行，記錄縱向超聲波產生的波速，然后，相繼在每根梁上鋸制3種不同深度的刻槽，以模擬不同深度(1.5~4.5 cm)的裂縫，并對不同深度刻槽時的試件進行縱向超聲波速測試。表1示出了每組試驗測試結果及計算結果。
(1)試驗測得的波速范圍為1 670~3 460 m/s；
(2)裂縫的存在導致縱向超聲波表觀速度減小；
(3)各個系列的測試都表現出較高的再現性，變異系數不超過2%，大部分不超過1%。
為了量化表觀波速的減小，計算了帶刻槽梁的測試平均波速與相應梁刻槽前測試平均波速之比。計算結果表明，在4根梁的測試結果中，刻槽深度與波速表觀降低都表現出較強的相關性；并且除了2#梁最后部分的測試結果外，其他結果中波速降低百分率與刻槽深度都近似為線性關系。
當裂縫深度接近面層厚度時，裂縫深度與速度比率的關系將表現為較強的非線性。最終，當裂縫擴展到整個層厚時，信號將不能由一個傳感器傳播到另一個傳感器，信號傳播的表觀波速接近為零。本研究僅考慮表層微裂縫情況，對于裂縫深度接近層厚的情況，需要進一步研究。本研究中采用的是較薄(1.84 cm)的試件，對于較厚試件，裂縫深度與速度比率關系可能會有不同。
4結束語
關鍵詞：鋼結構;焊縫;超聲波;檢測技術;要點
Abstract: the paper mainly for high-rise construction steel structure weld ultrasonic testing technology characteristics and demands and to high-rise steel structure in weld ultrasonic testing technology main point to carry on the analysis, mainly from the installation of steel column, steel beam, steel support, and steel plate shear wall butt weld and Angle docking weld ultrasonic detection combination elaborates the main points, thus puts forward the testing results of evaluation and quality level classification.
Keywords: steel structure; Weld; Ultrasonic; The detecting technology; points
中圖分類號：TU391文獻標識碼：A 文章編號：
高層建筑鋼結構是由鋼結構件按照一定的框架形式焊接、組裝而成的空間剛度體系。因其具有堅實耐用、可塑性強、可拆卸回收再利用等優點，在民用建筑領域受到越來越廣泛的使用和認可。本文通過多年的工作實踐，針對以下高層建筑鋼結構焊縫超聲波檢測技術要點進行了分析。
1 工程概況
某超高層辦公室建筑，地上43 層，地下3層，地上一至五層為商場，六至四十三層為寫字樓，建筑高度188.00米，本工程結構形式為全鋼結構，總重共約12500 噸。本工程設計采用矩形鋼管混凝土框架—鋼支撐（鋼板剪力墻）結構體系。
2 技術特點及要求
（1）因該鋼結構工程涉及工廠制作構件的廠內制作焊縫檢驗及現場安裝焊縫檢驗兩個部分，針對本工程鋼結構工程為超高鋼結構建筑這一具體情況，根據 GB50205－2001《鋼結構工程施工質量驗收規范》要求和依據該工程上部鋼結構工程設計總說明超聲波檢測之要求，并按以下方法進行焊縫探傷。
（2）本工程主體鋼結構工程是由箱形鋼柱和 H型鋼梁組成，板厚大于等于25mm 的柱、支撐材質采用抗層狀撕裂性Z向鋼板Q345C-15Z，其余柱、支撐及鋼梁采用Q345B，預埋件、隅撐、屋頂水平支撐等型鋼材質為Q235B。鋼板厚度由次梁的8mm至鋼柱的50mm 不同規格。
（3）對于鋼構件焊縫的要求有一級焊縫和二級焊縫，一級焊縫要求100%超聲波探傷，二級焊縫要求做20%超聲波探傷。
（4）對于不小于30mm 的鋼板，在梁與柱及支撐連接部位上下200mm范圍內焊前應對母材補充超探，焊后對焊縫探傷的同時，應對熱影響區母體金屬進行超探，不得出現層狀撕裂。
（5）鋼結構的柱、梁、支撐以及鋼板剪力墻的拼接焊縫一般采用埋弧自動焊，箱形柱和箱形鋼支撐的壁板間的連接焊縫采用手工CO2氣體保護焊打底,埋弧自動焊蓋面的焊接形式， 箱形柱和支撐的內橫隔板采用電渣焊，現場安裝焊縫采用手工CO2氣體保護焊。
3 超聲波檢測工藝及技術要點
3.1 工藝流程
檢測工藝卡編制調試檢測器材 焊縫表面檢查 超聲波檢測 缺陷的判斷、審核返修復探 簽發檢測報告。
3.2 檢測工藝和檢測技術
3.2.1 焊縫的檢測面
檢測區的寬度是焊縫本身，再加上焊縫兩側各相當于母材厚度30%的一段區域，這個區域最小為10mm，最大為20mm。采用一次反射法檢測時，探頭移動區應大于 1.25P(P=2KT)，采用直射法檢測時，探頭移動區應大于 0.75P。
探頭移動區應清除焊接飛濺、鐵屑、油垢及其他雜質和影響透聲效果的涂層。如圖1所示。
圖1
箱形柱和支撐的內橫隔板以直探頭為主，斜探頭為輔的探傷方式，主要檢測電渣焊的內隔板與壁板之間是否熔透。如圖2所示。
圖2
3.2.2 儀器的校準和復核
（1）儀器校準。應每隔6個月對儀器的水平線性和垂直線性進行一次測定。
（2）檢測前儀器和探頭系統測定。使用斜探頭檢測前應測定前沿距離、K 值、主聲束偏離，調節或復核掃描量程和掃查靈敏度。
（3）檢測過程中儀器和探頭系統的復核遇有下述情況應對系統進行復核：a)校準后的探頭、耦合劑和儀器調節旋鈕發生改變時；b) 檢測人員懷疑掃描量程或掃查靈敏度有變化時； c)連續工作4h 以上時；d)工作結束時。
（4）檢測結束前儀器和探頭系統的復核。a) 每次檢測結束前，應對掃描量程進行復核。如果任意一點在掃描線上的偏移超過掃描線讀數的 10%，則掃描量程應重新調整，并對上一次復核以來所有的檢測部位進行復核。b) 每次檢測結束前，應對掃查靈敏度進行復核。一般對距離-波幅曲線的校核不應少于 3 點。如曲線上任何一點幅度下降 2dB，則應對上一次復核以來所有的檢測部位進行復驗；如幅度上升 2dB，則應對所有的記錄信號進行重新評定。
（5）校準、復核和對儀器進行線性檢驗時，任何影響儀器線性的控制器（如抑制或濾波開關等）都應放在“關”的位置或處于最低水平上。
3.3.3焊縫的距離-波幅曲線的繪制
應按所用探頭和儀器在試塊上實測的數據繪制而成，該曲線族由評定線、定量線和判廢線組成。對應該工程，距離-波幅曲線的靈敏度選擇應根據B 級檢驗標準確定。
表1距離-波幅曲線的靈敏度
3.2.4 檢測方法
（1）斜探頭探傷靈敏度應不低于評定線靈敏度。直探頭靈敏度的調整，將直探頭對準CBⅡ-2平底孔試塊的φ5 平底孔，使第一次回波調整到滿刻度的50%作為基準探傷靈敏度。
（2）耦合方式采用直接接觸法。
（3）探頭的移動速度不應超過150mm/s，相鄰兩次探頭移動間隔保證至少有探頭寬度 10%的重疊。
（4）靈敏度補償。耦合補償，在檢測和缺陷定量時，應對由表面粗糙度引起的耦合損失進行補償。衰減補償，應對材質衰減引起的檢測靈敏度和缺陷定量的誤差進行補償。
（5）對接焊縫檢測方法。斜探頭應垂直于焊縫中心線放置在檢測面上，作鋸齒型掃查，探頭前后移動的范圍應保證掃查到全部焊接接頭截面，在保持探頭垂直焊縫作前后移動的同時，還應作10°～15°的左右轉動。為觀察缺陷動態波形和區分缺陷信號或偽缺陷信號，確定缺陷的位置、方向和形狀，可采用前后、左右、轉角、環繞等四種探頭基本掃查方式。
4 檢測結果的評定和質量等級分類
4.1 焊縫檢測技術等級
（1）B級檢測采用一種 K值的探頭用直射法和一次反射法在焊縫的單面雙側或雙面單側進行檢測，應進行橫向缺陷的檢測(厚板可按相應的標準執行)。
（2）缺陷定量檢測。對所有反射波幅達到或超過定量線的缺陷，均應確定其位置、最大反射波幅所在區域、缺陷當量SL±dB 和缺陷指示長度ΔL。
（3）缺陷評定
1）超過評定線的信號應注意其是否具有裂紋等危害性缺陷特征，如有懷疑時應采取改變探頭K值，增加探傷面、觀察動態波型、結合結構工藝特征作判定，如對波型不能準確判斷時，應輔以其他檢測方法作綜合判定。
2）最大反射波幅位于Ⅱ區的缺陷，其指示長度小于 10mm時，按5mm計。
3）相鄰兩缺陷在一直線上，其間距小于其中較小的缺陷長度時(或根據標準小于8mm 時)，以兩缺陷指示長度之和作為單個缺陷的指示長度。
4.2 超聲檢測質量分級
（1）最大反射波幅位于Ⅱ區的缺陷，根據缺陷指示長度按下表 B 級的規定予以評級。缺陷的等級分類如表2所示。
表2 缺陷的等級分類
注：δ為坡口加工側母材板厚，母材板厚不同時，以較薄側板厚為準
（2）最大反射波幅不超過評定線的缺陷，均應為Ⅰ級。
（3）最大反射波幅超過評定線的缺陷，檢驗者判定為裂紋等危害性缺陷時，無論其波幅和尺寸如何，均評定為Ⅳ級。
（4）反射波幅位于Ⅰ區的非裂紋性缺陷，均評為Ⅰ級。
（5）反射波幅位于Ⅲ區的缺陷，無論其指示長度如何，均評定為Ⅳ級。
（6）不合格的缺陷，應予返修，返修區域修補后，返修部位及補焊受影響的區域，應按原探傷條件進行復驗，復探部位的缺陷亦應按缺陷來評定。
5 結束語
綜上所述，通過建筑鋼結構焊縫無損檢測技術的實施，客觀、公正、可靠的評價結果，保證了高層民用建筑鋼結構對接焊縫和角接組合焊縫的內部質量。避免了因鋼結構焊縫內部質量問題造成的工程的潛在危機。而且節約了施工成本，縮短了施工周期，從而產生了客觀的社會經濟效益，保障高層民用建筑鋼結構安全起到了積極的作用。超聲波無損探傷技術為國內外標準規范一致推薦的鋼結構焊縫常用且有效的檢測方法。
參考文獻
[1]歐曙光，潘智杰. 某工程鋼結構焊縫超聲波檢測實例分析[J].質量檢測，2008.
關鍵詞 超聲波；污水處理；聯用技術
中圖分類號X703 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）85-0094-02
0 引言
近幾年來，超聲波技術廣泛應用于生產、生活的各個領域。例如，超聲波測距、超聲波探傷、超聲波除垢等。20世紀90年代以來，超聲波污水處理技術獲得迅速發展，取得了較大進展。但是單獨利用超聲波處理污水的效果有時并不明顯，因此，超聲波與其它污水處理技術的聯合使用成為研究熱點。借助超聲波的空化作用、機械作用和熱作用來加速有機污染物的分解反應。本文將詳細分析超聲波工作機理和特點，介紹超聲波聯用污水處理技術的應用和研究情況以及國內外超聲波污水設備的使用狀況。
1 超聲波及其聯用技術相關工藝
1.1 超聲波污水處理工作機理
超聲波一般是指大于16kHz，能量集中、沿直線傳播的高頻機械波。當一定強度的超聲波在水或者其他介質傳播時，會產生一系列化學、光學、電學等反應。基于這些反應，超聲波具有主要四大物理效應可以在污水處理過程中完成降解、氧化反應去除污水的有害物質。超聲波的四大物理效應也是超聲波聯用技術的理論基礎。下面簡單介紹超聲波的基本效應：1）機械效用。超聲波在水中傳播過程中，雖然震幅較小，但超聲引起的質點加速度卻非常大。超聲波的機械震蕩與超聲波降解作用相關，超聲波機械震蕩能量愈大降解的能效越高，但是并不是超聲波的頻率越高降解效果越好。不論是以自由基還是以熱效應為主的降解作用都有一個超聲波最佳頻率，超過這個閥值頻率之后可能反而會降低污水處理效果；2）熱效用。超聲波在水中傳播時，由于機械振動的原因會吸收能量加熱周圍的水，造成局部溫度的提高。這就是超聲波的熱效用。實驗表明，溫度的提高有利于加快化學或物理反應速度。CFC- 113等制冷劑水溶液的超聲降解結果表明CFC- 113空化泡內的熱分解是CFC降解的主要途徑；3）空化效應。超聲波在水中傳播達到一定能量時，會在水中形成局部負壓，促使水中的氣泡生長直至破裂，形成局部點的高溫、高壓并伴隨有強烈的沖擊波和射流，這就是空化效應。超聲波空化效應是超聲催化的主要理論基礎。空化形成的高溫、高壓有利于反應物裂解形成更活躍的化學成分，如自由基等。另外，空化效應的沖擊波和射流有助于水中物質表面的分解和清洗作用并破壞物質內部的結構從而有助于提高化學反應活性；4）自由基效應。超聲波產生的高溫高壓會令水或空氣分解，形成多種自由基，例如?OH、?O、?H自由基等。這些自由基會氧化、還原、轉移水中的有機分子，從而降解水中的物質，一般會形成無機物、水或無毒的小分子有機物。
1.2 超聲波及其聯用技術相關應用
超聲波降解要走向工業化，仍存在能耗大、費用高、降解不徹底等問題。因此，研究超聲波和其它污水處理方法的聯用技術是目前超聲波實用化的重要手段。超聲波聯用有很多種類，下面簡單介紹幾種常用聯用技術。
1）超聲/臭氧聯用技術
超聲/臭氧聯用技術是超聲波污水處理技術中研究最多、最早的技術之一。臭氧作為一種強氧化劑可以單獨使用于水處理。超聲波加入之后可以使臭氧能夠很好地溶解與分散在水中，提高臭氧氧化能力，節約電能，減少臭氧的投加量。目前，已有眾多研究成果表面，超聲波可以減少50%的臭氧投放量，其工作的機理在于超聲波可以分解臭氧產生大量的?OH自由基，提高臭氧的氧化還原能力，達到去污功效。
2）超聲/H2O2聯用技術
超聲/H2O2聯用過程中，超聲既可以起到反應物，也可以起到催化劑的雙重作用。超聲可使有機分子降解，可以作為一種反應物；超聲使H2O2分解生成有效的氧化自由基，從而導致有機物發生一系列的氧化降解反應，因此，有時一種催化劑。需要注意的是H2O2的量必須保持一定值。因為H2O2在反應中是起到自由基的清除劑作用，如果含量過大，反而會使水中的自由基數量減少。
3）超聲/Fenton聯用技術
實驗表明，在超聲/Fenton體系中加入H2O2催化劑，其超聲降解效果更佳，COD去除率更高。使用超聲/Fenton體系，加入H2O2催化劑后降解甲基丁基醚試驗中，當H2O2濃度為0時，Fenton沒有對甲基丁基醚起到分解作用；當H2O2濃度達到一定時，分解作用增大；當超過一定閥值時，降解作用減低。因此，使用超聲/Fenton聯用技術的作為催化劑的H2O2的濃度應為最優值。
4）超聲/磁化學聯用技術
利用磁的化學效應，可以有效地提高HO的濃度，大大強化了超聲處理效果。國內已經有學者申請了此方法的廢水處理的發明專利。
目前，還有許多超聲波聯用技術，例如超聲/脫附聯用技術、超聲/生物聯用技術、超聲/濕法氧化聯用技術、超聲/微電場聯用技術、超聲/光化學聯用技術等等，本文限于篇幅就不在一一介紹，具體可詳見文獻[1]。在實際生產過程中，國內外也開始推出超聲波聯用技術產品。例如如圖1所示，就是國內生產的一種超聲波聯用技術污水處理設備的流程圖。國外，日本東京三菱化工機械公司與Proudo公司聯合開發成功基于超聲/電/磁場聯用技術的污水處理設備并開始應用。
2 結論
由于超聲波技術具有簡便、高效、無污染或少污染的特點，是一種新型水處理技術。超聲波聯用技術的使用避免了工業化過程中能耗大、費用高、降解不徹底等問題。本文詳細介紹了超聲波聯用技術的基礎、應用情況以及今后的發展方向，隨著科學技術的不斷進步，相信新型超聲波污水處理產品和技術將深入人們的生產和生活中。
參考文獻
