超声波新技术破解无损检测难题
- 2014/11/25 17:27:06 6469
- 来源：仪表网
超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。因此，超声波技术在医学、军事、工业或是农业上都有广泛的应用。
当前的超声波应用主要有三种：超声检验即超声波探伤、测厚、测距、遥控和超声成像技术；超声处理即超声焊接、钻孔、固体的粉碎、乳化、脱气、除尘、去锅垢、清洗、灭菌等；基础研究即对固体中特超声的产生、检测和传播规律的研究等。
其中，超声成像的工作原理是通过发射高频声波并获取其反射进行成像，当声波遇到物体后就会发生反弹，继而回到超声设备中被转换成图像。在应用过程中，人们发现有一些材料，如骨头和金属等物质，具有能够阻断或者歪曲超声波的物理特性。
为了破解这一技术难题，北卡罗莱纳州立大学的科学家经过研究，用超材料设计了一种独特的结构来抵消这类材料的声学特征。这种超材料结构采用了一系列的膜和小管结构。研究人员使用计算模拟实验技术对该技术的原型进行了测试。在模拟中，当未采用这种技术时，超声波的能量只有28%能穿透骨骼；而随着超材料结构的介入，穿透骨骼的超声波能量终达到了88%。
据该技术的研究者之一，北卡罗莱纳州立大学机械和航天工程学助理教授京云说，这种技术能够让超声波诊断的应用范围更为广泛，如监测大脑中的血液流量，或在颅骨外用超声波烧死脑肿瘤，在过去这是非常困难的，因为颅骨会扭曲超声的声场。此外，该技术还可在工业中获得应用，例如，通过这种技术可以用超声波检测出那些此前极其难以察觉的、位于飞机机翼表层金属下的裂缝。
超声波检测也叫超声检测、超声波探伤，是五种常规无损检测方法的一种。在我国，现有的超声波无损检测设备制造行业基本采取研发、生产和销售于一体的经营模式，各个经营环节相互促进。无损检测专用设备行业的主要经营模式为：方法应用研究-仪器设备研发-标准建立-应用推广。
目前，大部分的无损检测行业公司都通过生产或外购上游零部件产品，独立制造便携式超声波探伤仪并销售；多通道自动化检测设备则按照客户要求设计方案、生产，并完成销售。
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