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超声测厚论文参考文献

发布时间:2024-07-08 02:30:35

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超声医学是将超声技术应用于医学各部门而形成的一门学科。下面是由我整理的关于超声医学的论文范文,谢谢你的阅读。

超声医学学科建设构想分析

【摘 要】超声医学是将超声技术应用于医学各部门而形成的一门学科。目前超声医学在学科建上设依然存在一些问题。超声医学学科建设需要从科室建设,临床管理,优质服务等方面来着手,积极发挥科研和人才的关键作用,全方位、多层次地进行推进。

【关键词】超声医学;学科;学科建设

【中图分类号】 【文献标识码】A 【文章编号】1004-7484(2013)03-0089-02

随着超声医学的建设和发展,超声已经不仅仅被应用于临床诊断,超声治疗也已经成为了重要的治疗手段。超声技术可以与一些强势学科进行有效合作,可以在介入治疗,手术影像检测评估,以及生育学的超声检测中发挥重要作用。超声学科在承担诊断和医疗任务的同时,还肩负着医疗科研,甚至医疗教学等重要任务。

相对于一些临床学科,超声医学是一门全新学科,是将超声技术应用于医学各部门而形成。但是其与医院的一些其他辅助科室比较,超声学科的地位和作用又是十分突出的。随着超声医学与临床联系越来越紧密,超声医学学科已经实现了多领域渗透。从医院进行超声学科建设的角度进行分析可以看到,超声学科的建设的根本在于有效进行科室建设,实现诊疗科研的严格管理,以及优质服务的全面突破。

一、超声医学学科的建设重点在于科室建设

超声医学学科建设的首要任务是命名。在超声科室的命名中需要考虑的是超声功能的涵盖,即使是乡镇小医院也不能简单地命名为B超室,因为随着科技和经济的发展,三维甚至于四维彩超也已经被引入了县乡医院,所以在科室命名上要充分考虑到这一因素。另外超声医学已经脱离了简单的诊断功能,目前已经与临床治疗紧密联系在了一起,各种临床的诊断和治疗都与超声密切相关,所以通常情况下可以将科室命名为超声科。

超声科室的有效建构是超声学科建设的重要方面,超声学科与临床联系日益紧密,诊疗与教研需要紧密结合,但是目前的情况是多数医院在超声科室建设中结构分散、系统性差,加之技术水平参差不齐,所以造成了设备资源的很大浪费。我们需要有效建设完整的超声科室,实现人力、物力最大程度上的结合。对超声科室的建构可以从检查、治疗和教研三个方面有效的推进。

超声学科的建构中需要具有全科素质的团队领导者,科室主任可以从院内外聘请具有威望的中青年专家担任,因为中青年人才更具有发展潜力和魄力。在设立科室主任和副主任的基础上,可以设立诊断和诊疗、教研组长,实现对行政和业务的有效领导。超声科室的一般性工作可由超声医师,以及超声技师联合完成,医师进行诊断和操作,而技师进行录入和报告的出具工作。超声科室还需要数名护士,对患者进行术前准备,以及术后的观察。器械工程师可以选聘专职或者兼职都可以,但是需要保证检修的快速和及时。在超声科室的技术配比中需要高、中、初级互相合理配合。

二、超声医学学科建设的根本在于临床管理

从医院的建设角度来说,各学科建设的基本立足点在于临床的有效应用。超声医学的学科建设需要紧密地和解剖、生理和病理科室联系在一起,积极拓展超声和基础医学的联系。在临床诊疗中需要用规范医学条例来指导医生的患者意识,以及科研意识,在临床上做到有品质和有内涵。在全面理顺本学科建制的基础上,超声医学学科需要积极地进行跨学科协作。超声诊断是临床的前置环节,而临床可以有效的对超声诊断形成验证,所以超声临床需要建立严格的随访,以及反馈机制,超声医师下病房,以及参阅诊疗意见都是必要的。在超声学科的临床上,不仅仅需要增强科室内部的凝聚力,还需要有效的增加医院内部的向心力,以及与患者的亲和力。

超声医学学科的临床建设关键在于保证医疗质量,全面地提高诊断的正确率,积极推进超声医学的临床治疗。又快又好地完成超声诊疗的关键是减少预约,基本上做到“零预约”。在超声临床的建设中积极突出超声介入治疗,有效发挥超声在治疗中的引导作用。全面推进超声介入治疗在造影,引流和造瘘临床上的应用,突出超声在评估和靶向穿刺方面的特色。超声学科临床建设的目的和意义在于及时地解决临床问题,积极地推动和使用新技术和新手段,紧密的联系学科前沿,为患者解除疾病所带来的苦难。目前对于医院来讲,最重要的是要积极地在超声介入诊断、肝脏移植、临床诊断分析、男子不孕不育和风湿疾病诊断中做精做细。

三、超声医学学科建设的亮点在于优质服务

从客观角度来讲,因为各个地区的医院层次、以及软硬件设施具有明显的区别,所以说超声医学在学科建设上基本上难以一整套办法全面推进,但是从另一个方面来讲,其实各个医院在提高服务质量上却是相通的。超声医学的学科管理在于便捷性,因为超声检查是一项普通的医疗检查,所以说做到快速、便捷是服务的关键。超声科室的服务应该说具有两重性,其一是对患者的服务,其二是对临床的服务,所以有效的实现与医院,甚至于多所医院联网是关键。通过局域网可以进行有效的预约和排号,通过超声的信息管理可以实现临床医生快速了解结果。通过远程网络患者可以挂号,疑难病历可以得到快速的协助诊断和处理。

超声科室的服务还在于超声医师诊断结论的快速生成报告,对一些非常规的病例可以由高级医生处理,在最短的时间内进行治疗和诊断。对患者的资料进行大型的数据库管理,便于网络的直接调取。超声科室可以与医院的网络联系,最终实现与互联网的连接,实现信息资源的共享。患者公平的排号就诊,对特殊的病历做好前期准备工作,同时计划安排好超声技师和临床护理人员。超声科室还需要开设必要的临时观察室,以便于一些小风险治疗项目可以在门诊进行直接的治疗,手术后对患者进行有效的24小时观察。

四、超声医学学科建设的未来在于科研和人才

我们之所以说超声学科建设的未来在于科研和人才,是因为超声医学的未来应用空间和领域是十分广阔的。虽然目前超声医学还局限在临床诊断上,在临床治疗上也逐步取得了丰硕的成果,但是其依然有很多需要提升之处。在科研方面最主要是要将科研工作与临床紧密结合,良好的科研可以带动学科发展。在提高超声诊断质量的同时,我们需要重点发展射频消融,超声辐射力成像,心脏超声等技术。超声医学还需要与多学科实现联合攻关,与临床科室和纳米材料科室紧密合作。还需要积极的推进科研成果转化,有效地将科研成果向适宜的三级以及基层医疗机构进行输送,推动超声在介入、造影,以及肿瘤、治疗方面的临床应用;促进乳腺靶向造影,以及纳米级造影剂的申报,转化和应用。

另外,在超声医学人才培养方面可以有效借助平台力量,加大选拔力度,培养重点人才。要将院内培养和院外联合培养结合在一起,努力为超声医学人才提供展示自己才华的机会。在待遇上要向青年学科领军人物倾斜,鼓励青年医生申报各种创业基金,以此为超声医学人才的脱颖而出提供充分的锻炼机会和物质保证。

参考文献:

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[2] 王鹏,褚洪光,孟春荣,李倩;超声医学科建设构想浅谈[J];中外医疗;2012年01期

[3] 刘守君;加强超声学科建设提高医疗服务水平[J];现代医院管理;2005年01期

[4] 杨益虎;超声医学科建设构想浅谈[J];实用医技杂志;2007年21期

[5] 何林丰;对我区超声医学工程队伍建设的几点建议[J];西藏科技;2000年06期

作者简介:

刘希文(1957―)宁夏青铜峡人,宁夏青铜峡铝业集团公司医院工作,研究方向超声医学(从事超声工作37年)。

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《厚度传感器的结构及测量原理》《多传感器数据融合在涂层厚度检测中的应用》《冰层厚度传感器及其检测方法》等。共十篇相关资料, 已发送,请查收。

厚度传感器 测量材料及其表面镀层厚度的传感器。它在工业生产中常用于材料厚度检验和厚度控制系统的误差测量。在厚度控制系统中通常不要求测量厚度的绝对尺寸,而只要求测量厚度的变化值或与某一标准尺寸的差值,以便控制加工过程。厚度传感器可分为接触式和非接触式两类。接触式厚度传感器通常采用电感式位移传感器、电容式位移传感器、电位器式位移传感器、霍耳式位移传感器等(见位移传感器)进行接触式厚度测量。为了连续测量移动着的材料的厚度,常在位移传b感器的可动端头上安装滚动触头,以减少磨损。还常采用两个相同的位移传感器分别安装于被测材料的上下两面,将两个传感器的测量值平均,以提高测量精度。接触式厚度传感器可测量移动速度较低(小于5米/秒)的材料,精度可达。非接触式厚度传感器它的特点是适于连续快速测量,按工作原理可分为电涡流厚度传感器、磁性厚度传感器、电容厚度传感器、超声波厚度传感器、核辐射厚度传感器、X射线厚度传感器、微波厚度传感器等。电涡流厚度传感器它可用于测量金属材料厚度,特点是测量范围宽、反应快和精度高。可分为低频透射式(见电涡流式传感器)和高频反射式两类。高频反射式也由上下两个线圈(分别位于金属材料两面)和激励电路及测量电路组成,所不同的是线圈磁场并不穿透金属材料,电涡流效应对磁场的减弱程度与线圈至材料表面的距离有关。材料厚度等于两线圈间的距离减去上下两个测量距离之和。因此根据输出电压即可求出材料厚度。磁性厚度传感器用于测量磁性材料的厚度。图1是这种传感器的原理图。由于所测材料是磁性电路的一部分,故绕于铁心上的线圈的电感与材料的厚度有关。图中线圈又是振荡器的组成元件,因此振荡器的频率决定于线圈的电感。通过测量振荡器的频率可确定线圈电感,从而测出材料的厚度。电容厚度传感器用于测量绝缘材料(如绝缘塑料)的厚度。图2是这种传感器的原理图。在被测绝缘材料的两边设置了两块金属电极板,形成一个电容器。由于电容器的容量与介质厚度有关,而电容器又是振荡器的组成元件,因此通过测量振荡器的振荡频率可确定电容值,从而测出材料的厚度。超声波厚度传感器利用超声振动来检测材料的厚度。超声振动是以气体、液体或固体为介质的机械振动,其振动频率超出音频范围,即高于2万赫。超声振动由变送器产生,变送器将振荡器输出的电信号转换为相应的超声振动。超声波变送器分为磁致伸缩型和压电型两种(见超声波传感器)。磁致伸缩型超声波变送器由线圈和磁致伸缩棒(由铁磁材料制成)组成。在线圈产生的交变磁场的作用下,磁致伸缩棒按磁场交变频率而交替伸缩,它的一端被固定,另一端推拉膜片而产生超声波。压电型超声波变送器由压电材料(一般为石英晶体)制成。当加在压电材料上的电压以超声频率交变时,压电材料随之以超声频率伸缩,并带动膜片而产生超声波。图3是用超声波测量材料厚度的原理图。变送器置于材料上面,使超声波可穿过材料而至另一平面。超声波到达另一平面后再反射回到变送器。在相同条件下,超声波在材料内的往返时间取决于材料的厚度。若往返时间恰好等于超声振动的周期,就会产生共振。在共振时,变送器加给振荡器的负荷会突然改变,随之使振荡器电流相应改变。通过指示器记下电流改变时的振荡频率,就可确定超声波往返一次所需的时间,从而测出材料的厚度。核辐射厚度传感器又称同位素厚度传感器,它利用核辐射线进行测量。可分为穿透式和反射式两类。穿透式传感器由同位素核辐射源和核辐射传感器组成(图4)。被测的塑料料板、纸板、橡皮板等材料在辐射源和传感器之间经过。当射线穿过板材时,一些射线被板材吸收,使传感器接收到的射线减弱。对于密度不变的材料,辐射吸收量随厚度变化,因此可测出厚度。传感器的测量范围与材料密度有关,一般按被测表面单位面积所含质量计算,称为质量厚度(均匀材料的厚度与质量厚度正比)。穿透式核辐射传感器的测量范围在500毫克/厘米2以下。若采用γ射线,则可达100克/厘米2。精度为1%。反射式核辐射厚度传感器利用射线的弹性散射特性测量厚度。射线的反射强度是被测材料厚度的函数,因此测量反射强度就可确定厚度。这种传感器还适于测量镀层或涂层的厚度。镀层或涂层与基层物质的原子序数相差越大,界面处反射差异就越大,测量灵敏度也就越高。这种传感器的测量范围在150毫克/厘米2之内,精度可达1%。X射线厚度传感器它的结构类似于核辐射厚度传感器,不同之处是用X射线源代替核辐射源。特点是X射线的强度可控、发射可控,因此比较安全。测量范围大于10克/厘米2,精度可达1%。微波厚度传感器它利用波长为1毫米至1米的无线电波所具有的强辐射性和极小的绕射性制成。微波传感器受烟、尘、光强等外界影响不大,是一种新型厚度传感器。它由微波发生器、终端器、左右环形器、测量电路、调整电路和转换电路组成(图5)。微波信号由终端器向被测材料发射后,碰到材料反射回来又被终端器接收,因此左环形器左边微波路径的长度(称为电长度)与被测材料的厚度有关,而右环形器右边的电长度由可逆电机控制补偿短路器进行调整。当两侧电长度恰好相等时,对补偿短路器进行调整的量,经转换后变为正比于被测材料厚度的电信号。微波厚度传感器的精度可达1%。当厚度小于毫米时,精度为10%。

超声波检测大厚度焊缝论文

钢结构无损检测 摘要:通过对应用于建筑钢结构行业中的几种常规无损检测方法的简述,归纳了被检对象所适用的不同无 损检测方法。为广大工程技术人员和管理人员了解、学习、应用无损检测技术提供参考。 关键词:建筑钢结构;无损检测 1 前言 建筑钢结构由于其强度高、工业化程度高以及综合经济效益好等优点,自上世纪 90 年代,特别是近年来得 到了迅猛发展,广泛应用于工业和民用等领域。由于一些重点工程,建筑钢结构发生了严重的质量事故, 如郑州中原博览中心网架曾发生了崩塌事故,所以建筑钢结构的安全性和可靠性越来越受到重视。 建筑钢结构的安全性和可靠性源于设计,其自身质量则源于原材料、加工制作和现场安装等因素。评价建 筑钢结构的安全性和可靠性一般有三种方式:⑴模拟实验;⑵破坏性实验;⑶无损检测。模拟实验是按一 定比例模拟建筑钢结构的规格、材质、结构形式等,模拟在其运行环境中的工作状态,测试、评价建筑钢 结构的安全性和可靠性。模拟实验能对建筑钢结构的整体性能作出定量评价,但其成本高,周期长,工艺 复杂。破坏性实验是采用破坏的方式对抽样试件的性能指标进行测试和观察。破坏性实验具有检测结果精 确、直观、误差和争议性比较小等优点,但破坏性实验只适用于抽样,而不能对全部工件进行实验,所以 不能得出全面、综合的结论。无损检测则能对原材料和工件进行 100%检测,且经济成本相对较低。 上世纪 50 年代初,无损检测技术通过前苏联进入我国。作为工艺过程控制和产品质量控制的手段,如今在 核电、航空、航天、船舶、电力、建筑钢结构等行业中得到广泛的应用,创造了巨大的经济效益和社会效 益。无损检测技术是建立在众多学科之上的一门新兴的、综合性技术。无损检测技术是以不损伤被检对象 的结构完整性和使用性能为前提,应用物理原理和化学现象,借助先进的设备器材,对各种原材料,零部 件和结构件进行有效的检验和测试,借以评价它们的完整性、连续性、致密性、安全性、可靠性及某些物 理性能。无损检测经历了三个阶段,即无损探伤(Non-destructive Inspection,简称 NDI)、无损检测 (Non-destructive testing,简称 NDT)、无损评价(Non-destructive Evaluation,简称 NDE)、无损 探伤的含义是探测和发现缺陷。无损检测不仅仅要探测和发现缺陷,而且要发现缺陷的大小、位置、当量、 性质和状态。无损评价的含义则更广泛、更深刻, 它不仅要求发现缺陷,探测被检对象的结构、性质、状 态,还要求获得更全面、更准确的,综合的信息,从而评价被检对象的运行状态和使用寿命。应用于钢结 构行业中的常规无损检测方法有磁粉检测(Magnetic Testing 简称 MT)、渗透检测(Penetrate Testing, 简称 PT)、涡流检测(Eddy current Testing 简称 ET)、声发射检测(Acoustic Emission Testing 简称 AET)、超声波检测(Ultrasonic Testing,简称 UT)、射线检测(Radiography Testing,简称 RT)。在 建筑钢结构行业中,按检测缺陷产生的时机,无损检测方法可以按下图分类。 2 检测方法的简述 磁粉检测(MT) 原理 铁磁性材料被磁化后,产生在被检对象上的磁力线均匀分布。由于不连续性的存在,使工件表面和近表面 的磁力线发生了局部畸变而产生了漏磁场,漏磁场吸附施加在被检对象表面的磁粉,形成在合适光照下可 见的磁痕,从而达到检测缺陷的目的。 适用范围 可以对铁磁性原材料,如钢板、钢管、铸钢件等进行检测,也可以对铁磁性结构件进行检测。 局限性 仅适用铁磁性材料及其合金的表面和近表面的缺陷检测,对检测人员的视力、工作场所、被检对象的规格、 形状等有一定的要求。 优点 经济、方便、效率高、灵敏度高、检测结果直观。 渗透检测(PT) 原理 在被检对象表面施加含有荧光染料或着色染料的渗透液,渗透液在毛细血管的作用下,经过一定时间 后,渗透液可以渗透到表面开口的缺陷中去。经过去除被检对象表面多余的渗透液,干燥后,再在被检对 象表面施加吸附介质(显象剂)。同样在毛细血管的作用下,显象剂吸附缺陷中的渗透液,使渗透液回渗 到显象剂中,在一定的光照下,缺陷中的渗透液被显示。从而达到检测缺陷的目的。 适用范围 适用于非多孔状固体表面开口缺陷。 局限性 仅适用于表面开口缺陷的检测,而且对被检对象的表面光洁度要求较高,涂料、铁锈、氧化皮会覆盖表面 缺陷而造成漏检。对检测人员的视力有一定要求,成本相对较高。 优点 设备轻便、操作简单,检测灵敏度高,结果直观、准确。 涡流检测(ET) 原理 金属材料在交变磁场的作用下产生了涡流,根据涡流的分布和大小可以检测出铁磁性材料和非铁磁性材料 的缺陷。 适用范围 适用于各种导电材料的表面和近表面的缺陷检测。 局限性 不适用不导电材料检测,对形状复杂的试件很难应用,比较适合钢管、钢板等形状规则的轧制型材的检测, 而且设备较贵;无法判定缺陷的性质。 优点 检测速度快,生产效率高,自动化程度高。 声发射检测(AET) 原理 材料或结构件受到内力或外力的作用产生形变或断裂时, 以弹性波的形式释放出应变能的现象称为声发射, 也称为应力波发射。声发射检测是通过受力时材料内部释放的应力波判断被检对象内部结构损伤程度的一 种新兴动态无损检测技术。 适用对象 适用于被检对象的动态监测,如对大型桥梁、核电设备的实时动态监测。 局限性 无法监测静态缺陷、干扰检测的因素较多;设备复杂、价格较贵、检测技术不太成熟。 优点 可以远距离监控设备的运行情况和缺陷的扩展情况,对结构的安全性和可靠性评价提供依据。 超声波检测(UT) 原理 超声波是指频率大于 20 千兆赫兹的机械波。根据波动传播时介质的振动方向相对于波的传播方向不同,可 将波动分为纵波、横波、表面波和板波等。用于钢结构检测的主要是纵波和横波。 超声波探伤仪激励探头产生的超声波在被检对象的介质中按一定速度传播,当遇到异面介质(如气孔、夹 渣)时,一部分超声波反射回来,经仪器处理后,放大进入示波屏,显示缺陷的回波。 适用对象 适用于各类焊逢、板材、管材、棒材、锻件、铸件以及复合材料的检测,特别适合厚度较大的工件。 局限性 检测结果可追溯性较差;定性困难,定量不精确,人为因素较多;对被检工件的材质规格,几何形状有一 定要求。 优点 检测成本低、速度快、周期短、效率高;仪器小、操作方便;能对缺陷进行精确定位;对面积型缺陷的检 出率较高(如裂纹、未熔合等) 射线检测(RT) 原理 射线是一种波长短、频率高的电磁波。 射线检测,常规使用×射线机或放射性同位素作为放射源产生射线,射线穿过被检对象,经过吸收和衰减, 由于被检试件中存在厚度差的原因,不同强度的射线到达记录介质(如射线胶片),射线胶片的不同部位 吸收了数量不等的光子,经过暗室处理后,底片上便出现了不同黑度的缺陷影象,从而判定缺陷的大小和 性质。 适用范围 适用较薄而不是较厚(如果工件的厚度超过 80mm 就要使用特殊设备进行检测,如加速器)的工件的内部体 积型缺陷的检测。 局限性 检测成本高、周期长,工作效率低;不适用角焊逢、板材、管材、棒材、锻件的检测;对面状的缺陷检出 率较低;对缺陷的高度和缺陷在被检对象中的深度较难确定;影响人体健康。 优点 检测结果直观、定性定量准确;检测结果有记录,可以长期保存,可追溯性较强。 3 小结 综上所述,每种无损检测方法的原理和特点各不相同,且适用的检测对象也不一样。在建筑钢结构的行业 中应根据结构的整体性能,检测成本及被检对象的规格、材质、缺陷的性质、缺陷产生的位置等诸多因素 合理选择无损检测方法。一般地,选择无损检测方法及合格等级,是设计人员依据相关规范而确定的。有 的工程,业主也有无损检测方法及合格等级的要求,这就需要供需双方相互协商了。 钢结构在加工制作及安装过程中无损检测方法的选择见表 1 被检对象 原材料检验 板材 锻件及棒材 管材 螺栓 焊接检验 坡口部位 清根部位 对接焊逢 角焊逢和 T 型焊逢 UT 检测方法 UT、MT(PT) UT(RT)、MT(PT) UT、MT(PT) UT、PT(MT) PT(MT) RT(UT)、MT(PT) UT(RT)、PT(MT) 被检对象所适用的无损检测方法见表 2 内部缺陷 表面缺陷和近表面 检测方法 UT ● ○ ● ● MT ● ● ● ● PT ● ○ ○ ● ET △ △ ● × AET △ △ △ △ 发生中缺陷检 测 检测方法 RT 被检对象 试 件 分 类 锻件 铸件 压延件(管、板、型材) 焊逢 × ● × ● 分层 疏松 气孔 内部 缩孔 缺陷 未焊透 未熔合 缺陷 分类 夹渣 裂纹 白点 表面裂纹 表面 缺陷 表面气孔 折叠 断口白点 × × ● ● ● △ ● ○ × △ ○ — × ● ○ ○ ○ ● ● ○ ○ ○ △ × — × — — — — — — — — — ● △ ○ ● — — — — — — — — — ● ● ○ ● — — — — — — — — — ● △ ○ — — — — — △ △ △ △ △ △ — — — 注:●很适用;○适用;△有附加条件适用;×不适用;—不相关 参 1. 考 文 献 强天鹏 射线检测 [M] 云南科技出版社 2001 2. 3. 4. 5. 周在杞等 张俊哲等 无损检测技术及其应用 [M] 科学出版社 王小雷 锅炉压力容器无损检测相关知识 [M] 李家伟等 无损检测 冉启芳 2001 1993 [M] 机械工业出版社 2002 无损检测方法的分类及其特征的介绍 [J] 无损检测 1999 2 钢网架结构超声波检测及其质量的分 [J] 无损检测 2001 6 磁粉检测(MT) 磁粉检测(MT) 原理 铁磁性材料被磁化后,产生在被检对象上的磁力线均匀分布。由于不连续性的存在,使工件表面和近表面 的磁力线发生了局部畸变而产生了漏磁场,漏磁场吸附施加在被检对象表面的磁粉,形成在合适光照下可 见的磁痕,从而达到检测缺陷的目的。 磁粉探伤的原理及概述 磁粉探伤的原理 磁粉探伤又称 MT 或者 MPT(Magnetic Particle Testing),适用于钢铁等磁性材料的表面附近进行探伤 的检测方法。利用铁受磁石吸引的原理进行检查。在进行磁粉探伤检测时,使被测物收到磁力的作用,将 磁粉(磁性微型粉末)散布在其表面。然后,缺陷的部分表面所泄漏出来泄露磁力会将磁粉吸住,形成指 示图案。指示图案比实际缺陷要大数十倍,因此很容易便能找出缺陷。 磁粉探伤方法 磁粉探伤检测的顺序分为前期处理、磁化、磁粉使用、观察,以及后期处理。 前期处理→磁化→磁粉使用→观察→后期处理 以下分别说明各个步骤的概要。 (1)前期处理 探探伤面如果有油脂、涂料、锈、或其他异物附着的情况下,不仅会妨碍磁粉吸附在伤痕上,而且还会出 现磁粉吸附在伤痕之外的部分形成疑私图像的情况。因此在磁化之前,要采用物理或者化学处理,进行去 除污垢异物的步骤。 (2)磁化 将检测物适当磁化是非常重要的。通常,采用与伤痕方向与磁力线方向垂直的磁化方式。另外为了适当磁 化,根据检测物的形状可以采用多种方法。日本工业规格(JIS G 0565-1992)中规定了以下 7 种磁化方法。 ①轴通电法……在检测物轴方向直接通过电流。 ②直角通电法……在检测物垂直于轴的方向直接通过电流。 ③Prod 法……在检测物局部安置 2 个电极(称为 Prod)通过电流。 ④电流贯通法……在检测物的孔穴中穿过的导电体中通过电流。 ⑤线圈法……在检测物中放入线圈,在线圈中通过电流。 ⑥极间法……把检测物或者要检测的部位放入电磁石或永磁石的磁极间。 ⑦磁力线贯通法……对通过检测物的孔穴的强磁性物体施加交流磁力线,使感应电流通过检测物。 (3)磁粉使用磁粉探伤的原理 ① 磁粉的种类 为了让磁粉吸附在伤痕部的磁极间形成检出图像,使用的磁粉必须容易被伤痕部的微弱磁场磁化,吸附在 磁极上,也就是说需要优秀的吸附性能。另外,要求形成的磁粉图像必须有很高的识别性。 一般,磁粉探伤中使用的磁粉有在可见光下使用的白色、黑色、红色等不同磁粉,以及利用荧光发光的荧 光磁粉。另外,根据磁粉使用的场合,有粉状的干性磁粉以及在水或油中分散使用的湿性磁粉。 ② 磁粉的使用时间 磁粉使用时间分为一边通过磁化电流一边使用磁粉的连续法,以及在切断磁化电流的状态即利用检测物的 残留磁力的残留法两种。 (4)观察 为了便于观察附着在伤痕部位的磁粉图像,必须创造容易观察的环境。普通磁粉需要在尽可能明亮的环境 下观察,荧光磁粉则要使用紫外线照射灯将周围尽量变暗才容易观察。 (5)后期处理 磁粉探伤结束,检测物有可能仍作为产品或是需要送往下一个加工步骤接受机械加工等。这时就需要进行 退磁、去除磁粉、防锈处理等后期处理。 适用范围 可以对铁磁性原材料,如钢板、钢管、铸钢件等进行检测,也可以对铁磁性结构件进行检测。 局限性 仅适用铁磁性材料及其合金的表面和近表面的缺陷检测,对检测人员的视力、工作场所、被检对象的规格、 形状等有一定的要求。 优点 经济、方便、效率高、灵敏度高、检测结果直观。 生产厂家: 生产厂家:济宁联永超声电子有限公司 仪器设备名称: 仪器设备名称:CDX-Ⅲ该机型磁粉探伤仪 Ⅲ 仪器概况:CDX-Ⅲ该机型磁粉探伤仪是具有多种磁化方式的磁粉探 伤仪设备。仪器采用可控硅作无触点开关,噪音小、寿命长、操作简 单、方便、适应性强、工作稳定。是最近推出新产品,它除具有便携 式机种的一切优点,还具有移动机种的某些长处,扩展了用途,简化 了操作,还具有退磁功能。 该设备有四种探头: 1、旋转探头: 型)能对各种焊缝、各种几何形状的曲面、平面、 (E 管道、锅炉、球罐等压力容器进行一次性全方位显示缺陷和伤痕。 2、电磁轭探头: 型)它配有活关节,可以对平面、曲面工件进行 (D 探伤。 3、马蹄探头: 型)它可以对各种角焊缝,大型工件的内外角进行 (A 局部探伤。 4、磁环: 型)它能满足所有能放入工件的周向裂纹的探伤,用它 (O 来检测工件的疲劳痕(疲劳裂痕均垂于轴向)及为方便,用它还可以 对工件进行远离法退磁。 总之,该仪器是多种探伤仪的给合体,功能与适用范围广,尤其应用 于不允许通电起弧破表面零件的探伤。 无损检测概论及新技术应用 无损检测概论及新技术应用 概论 摘要: 摘要:综述了无损检测的定义、方法、特点、要求等基本知识,以及无损检测在 现今社会中的应用实例,其中包括混凝土超声波无损检测技术、涡流无损检测技 术、渗透探伤技术。 关键词: 关键词:无损检测;混凝土缺陷;涡流检测;渗透探伤。 引言: 引言:随着现代工业的发展,对产品的质量和结构的安全性、使用的可靠性提出 了越来越高的要求,无损检测技术由于具有不破坏试件、检测灵敏度高等优点, 所以其应用日益广泛。无损检测是工业发展必不可少的有效工具,在一定程度上 反映了一个国家的工业发展水平,其重要性已得到公认。 1、 无损检测概论 、 无损检测 检测概论 无损检测就是利用声、光、磁和电等特性,在不损害或不影响被检对象使用 性能的前提下,检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性,给出缺陷的大小、位 置、性质和数量等信息,进而判定被检对象所处技术状态(如合格与否、剩余寿 命等)的所有技术手段的总称。 常用的无损检测方法有射线照相检验(RT)、超声检测(UT)、磁粉检测(MT)和 液体渗透检测(PT) 四种。 其他无损检测方法: 涡流检测(ET)、 声发射检测 (AT) 、 (TIR) 泄漏试验 、 (LT) 交流场测量技术 、 (ACFMT) 漏磁检验 、 (MFL)、 热像/红外 远场测试检测方法(RFT)等。 基于以上方法,无损检测具有一下应用特点: 1>不损坏试件材质、结构 无损检测的最大特点就是能在不损坏试件材质、 结构的前提下进行检测, 所以实施无损检测后,产品的检查率可以达到 100%。但是,并不是所有需要测 试的项目和指标都能进行无损检测,无损检测技术也有自身的局限性。某些试验 只能采用破坏性试验, 因此, 在目前无损检测还不能代替破坏性检测。 也就是说, 对一个工件、材料、机器设备的评价,必须把无损检测的结果与破坏性试验的结 果互相对比和配合,才能作出准确的评定。 2>正确选用实施无损检测的时机 在无损检测时, 必须根据无损检测的目的,正确选择无损检测的时机,从而顺利 地完成检测预定目的,正确评价产品质量。 3>正确选用最适当的无损检测方法 由于各种检测方法都具有一定的特点,为提高检测结果可靠性,应根据设备 材质、制造方法、工作介质、使用条件和失效模式,预计可能产生的缺陷种类、 形状、部位和取向,选择合适的无损检测方法。 4>综合应用各种无损检测方法 任何一种无损检测方法都不是万能的,每种方法都有自己的优点和缺点。应 尽可能多用几种检测方法,互相取长补短,以保障承压设备安全运行。此外在无 损检测的应用中,还应充分认识到,检测的目的不是片面追求过高要求的“高质 量”,而是应在充分保证安全性和合适风险率的前提下,着重考虑其经济性。只 有这样,无损检测在承压设备的应用才能达到预期目的。[1] 通过各种检测方法,最终对于无损检测的要求是:不仅要发现缺陷,探测试 件的结构、状态、性质,还要获取更全面、准确和综合的信息,辅以成象技术、 自动化技术、计算机数据分析和处理技术等,与材料力学、断裂力学等学科综合 应用,以期对试件和产品的质量和性能作出全面、准确的评价。 2、 无损检测在各领域的应用 、 无损检测基于以上优点,在现今社会受到广泛关注和应用,为实际生产工作减 少了废料成本,提供了极大的方便。其中超声波检测技术、涡流检测、渗透探伤 技术、霍尔效应无损探伤技术应用极为出色。 混凝土超声无损检测 混凝土是我国建筑结构工程最为重要的材料之一,它的质量直接关系到结构 的安全。多年来,结构混凝土质量的传统检测方法是以按规定的取样方法,制作 立方体试件,在规定的温度环境下,养护 28d 时按标准实验方法测得的试件抗压 强度来评定结构构件的混凝土强度。用试件实验测得的混凝土性能指标,往往是 与结构物中的混凝土性能有一定差别。因此,直接在结构物上检测混凝土质量的 现场检测技术,已成为混凝土质量管理的重要手段。 所谓混凝土“无损检测”技术,就是要在不破坏结构构件的情况下,利用测 试仪器获取有关混凝土质量等受力功能的物理量。 因该物理量与混凝土质量之间 有较好的相互关系,可采用获取的物理量去推定混凝土质量。[2] 混凝土超声检测是用超声波探头中的压电陶瓷或其他类型的压电晶体加载某 频率的交流电压后激发出固定频率的弹性波, 在材料或结构内部传播后再由超声 波换能器接收,通过对采集的超声波信号的声速、振幅、频率以及波形等声学参 数进行分析,以此推断混凝土结构的力学特性、内部结构及其组成情况。超声波 检测可用于混凝土结构的测厚、探伤、混凝土的弹性模量测定以及混凝土力学强 度评定等方面. [3] 涡流无损检测 涡流检测的基本原理:将通有交流电的线圈置于待测的金属板上或套在待测 的金属管外。这时线圈内及其附近将产生交变磁场,使试件中产生呈旋涡状的感 应交变电流,称为涡流。涡流的分布和大小,除与线圈的形状和尺寸、交流电流 的大小和频率等有关外,还取决于试件的电导率、磁导率、形状和尺寸、与线圈 的距离以及表面有无裂纹缺陷等。因而,在保持其他因素相对不变的条件下,用 一探测线圈测量涡流所引起的磁场变化,可推知试件中涡流的大小和相位变化, 进而获得有关电导率、缺陷、材质状况和其他物理量(如形状、尺寸等)的变化或 缺陷存在等信息。但由于涡流是交变电流,具有集肤效应,所检测到的信息仅能 反映试件表面或近表面处的情况。[4] 应用:按试件的形状和检测目的的不同,可采用不同形式的线圈,通常有穿过 式、探头式和插入式线圈 3 种。穿过式线圈用来检测管材、棒材和线材,它的内 径略大于被检物件, 使用时使被检物体以一定的速度在线圈内通过, 可发现裂纹、 夹杂、凹坑等缺陷。探头式线圈适用于对试件进行局部探测。应用时线圈置于金 属板、管或其他零件上,可检查飞机起落撑杆内筒上和涡轮发动机叶片上的疲劳 裂纹等。插入式线圈也称内部探头,放在管子或零件的孔内用来作内壁检测,可 用于检查各种管道内壁的腐蚀程度等。为了提高检测灵敏度,探头式和插入式线 圈大多装有磁芯。涡流法主要用于生产线上的金属管、棒、线的快速检测以及大 批量零件如轴承钢球、汽门等的探伤(这时除涡流仪器外尚须配备自动装卸和传 送的机械装置) 、材质分选和硬度测量,也可用来测量镀层和涂膜的厚度。[5] 优缺点:涡流检测时线圈不需与被测物直接接触,可进行高速检测,易于实现 自动化,但不适用于形状复杂的零件,而且只能检测导电材料的表面和近表面缺陷, 检测结果也易于受到材料本身及其他因素的干扰。 渗透探伤技术 液体渗透检测的基本原理:零件表面被施涂含有荧光染料或着色染料的渗透 剂后,在毛细管作用下,经过一段时间,渗透液可以渗透进表面开口缺陷中;经 去除零件表面多余的渗透液后,再在零件表面施涂显像剂,同样,在毛细管的作 用下,显像剂将吸引缺陷中保留的渗透液,渗透液回渗到显像剂中,在一定的光 源下 (紫外线光或白光) 缺陷处的渗透液痕迹被现实, 黄绿色荧光或鲜艳红色) , ( , 从而探测出缺陷的形貌及分布状态。[6] 渗透检测适用于具有非吸收的光洁表面的金属、非金属,特别是无法采用磁 性检测的材料,例如铝合金、镁合金、钛合金、铜合金、奥氏体钢等的制品,可 检验锻件、铸件、焊缝、陶瓷、玻璃、塑料以及机械零件等的表面开口型缺陷。 渗透检测的优点是灵敏度较高(已能达到检测开口宽度达 的裂缝) ,检测 成本低,使用设备与材料简单,操作轻便简易,显示结果直观并可进一步作直观 验证(例如使用放大镜或显微镜观察) ,其结果也容易判断和解释,检测效率较 高。缺点是受试件表面状态影响很大并只能适用于检查表面开口型缺陷,如果缺 陷中填塞有较多杂质时将影响其检出的灵敏度。[7] 3、 结语 、 随着现代科学技术的发展,激光、红外、微波、液晶等技术都被应用于无损 检测领域,而传统的常规无损检测技术也因为现代科技的发展,大大丰富了应用 方法,如射线照相就可细分为 X 射线、γ射线、中子射线、高能 X 射线、射线 实时照相、层析照相……等多种方法。 无损检测作为一种综合性应用技术,无损检测技术经历了从无损探伤,到无 损检测,再到无损评价,并且向自动无损评价、定量无损评价发展。相信在不远 的将来, 新生的纳米材料、 微机电器件等行业的无损检测技术将会得到迅速发展。 参考文献【1】李喜孟.无损检测.机械工业出版社.2011 】 【2】父新漩. 混凝土无损检测手册.人民交通出版社.2003 】 【 3】 冯子蒙.超声波无损检测于评价的关键技术问题及其解决方案.煤矿机 】 械.2009(9) 【4】唐继强.无损检测实验.机械工业出版社.2011 】 【5】李丽茹.表面检测.机械工业出版社.2009 】 【6】国防科技工业无损检测人员资格鉴定与认证培训教材编审委员会.机械工业 出版社.2004 【7】胡学知主编. 中国劳动社会保障出版社.2007 】

本文论述了火力发电厂主厂房钢结构T型熔透性角焊缝的超声波检测工艺,超声波检验在类似角焊缝中应用的可行性,以及通过检验实例来证明检测效果。火力发电厂的主厂房钢结构,承受着重达万吨至几万吨的静载荷和锅炉启停机热胀冷缩等原因形成的动载荷,有时甚至要受到地震等自然灾害的影响,因此钢结构焊接质量的好坏,对机组能否安全可靠的运行关系重大。而超声波探伤是够有效的检验其内部缺陷的可靠手段,对准确评价钢结构的质量、可靠性以至于运行寿命有很重要的现实意义。1钢结构T型焊缝的超声波简介:“T”型焊缝结构:主厂房钢结构“T”型焊缝由翼板和腹板焊接而成,焊缝分为非熔透型和熔透型两种。非熔透型焊缝分无坡口和“V”形坡口,现场主厂房钢结构以熔透型焊缝分“K”形坡口为主的T型接头论文代写。探测基本条件选择探头的选择:①探头折射角的选择:为了保证探头主声速能够扫查到整个主厂房钢结构焊缝截面,及主声速中心与危险性缺陷垂直,并且有足够的探伤灵敏度。在腹板上探伤的探头折射角根据腹板厚度来选择。(见表1)②探头频率的选择:根据主厂房钢结构焊缝腹板厚度较小的实际情况,宜采用较高频率,一般选择.③探头晶片尺寸的选择:为了确保探头检验效率,一般选择晶片尺寸为13×耦合剂的选择:在主厂房钢结构焊缝探伤中,选择流动性、透声性、粘度适宜,附着力较好,探测结束后易清洗,并且对人体无害的耦合剂,一般选用化学浆糊即可。探测面的选择:根据现场的实际情况,选用在腹板上进行斜角扫查的方式,腹板应经修磨合格。仪器、试块的选择:使用PXUT—280B型全数字智能超声波探伤仪,用CSK—1A试块进行探头前沿及声速校验、折射角的校验,使用RB—3试块进行DAC曲线制作。探测面的修磨:使用手动砂轮机清除焊缝腹板表面的飞溅、油漆、氧化皮。修磨宽度由腹板厚度而确定,修磨宽度为:P≥2TK+灵敏度的补偿:现场探伤中,当用试块调灵敏度对焊缝进行探伤时,为了保证在焊缝中发现规定大小的缺陷,对测定试块与焊缝声能传输损失差,进行适当补偿,实际探测中灵敏度的补偿为:+ DAC曲线制作测声速:选择声波方式为横波,试块一次声程输入50mm,二次声程输入100mm,确定后将探头在CSK—1A试块移动,使R50的最高回波出现在进波门时,下降至60%时,稳定探头不动,确定;再使R100的回波,下降至60%时稳定探头不动,再次按确定,测量出探头前端至R50的水平距离L=41mm,输入仪器。仪器自动计算声速:3241m/s,探头前沿:测K值(测折射角):输入反射体深度:40mm,反射体直径:Φ3mm,探头K值:,确定后将探头在RB-3试块移动,使深度:40mm的最高回波出现在进波门时确定。仪器自动计算K值(测折射角):K=(β=°)。制作DAC曲线输入最大探测深度为:60mm,反射体直径:Φ3mm,反射体长度:40mm,确定后将探头在RB-3试块移动,调节增益使深度为10mm孔最高回波在80%时按确定,再移动探头,依次找到20mm,30mm,40mm,60mm的孔的最高回波,将几个波高储存后,DAC母线完成。依次输入判废偏移-4dB,定量偏移-10dB,测长偏移-16dB并按确定后,DAC曲线制作完成。3现场实际探测分析将调试和设置好的仪器带到现场,打开仪器选择好通道,调节增益、DAC门,探头1在腹板的A面以前后、左右、环绕、转角等方式探测,在焊缝端点至400mm处,用一次波发现一个缺陷波,位于判废线以上,用6dB测长法进行测长,记录缺陷波数据,如下:探头前沿至翼板缺陷的水平距离:L1=缺陷至腹板A面的深度:H1=缺陷长度:F=缺陷当量Φ3×40+6dB探头2在腹板的B面以前后、左右、环绕、转角等方式探测,在焊缝端点至400mm处,用二次波发现有一个缺陷波,位于判废线以上。4缺陷判定根据《钢熔化焊T形接头角焊缝超声波检验方法及质量分级DL/T542—94》要求,缺陷波位于Ⅲ区,并指示长度22mm>15mm,该焊缝级别Ⅳ级,属于超标缺陷,进行返修处理,返修的结果证实此缺陷是危险性缺陷未熔合。5结束语上述方法较为简便易行,适用于施工现场的突发性检验,能够有效的发现钢结构T型接头中的危险性缺陷,对电厂安全运行意义重大。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作,提升中标率,您可以点击底部官网客服免费咨询:

超声波检测技术是现代科学技术发展的产物,其检测的过程会很好的保护试件的质量和性能,这是我为大家整理的超声波检测技术论文,仅供参考!

关于超声波无损检测技术的应用研究

摘要:超声波无损检测技术是现代科学技术发展的产物,其检测的过程会很好的保护试件的质量和性能,从而获取物品的性质和特征对其进行检测。超声波无损检测技术通过结合高科技的技术来完成检测的过程,检测的结果真实可靠,可以体现出超声波无损检测技术的应用性,同时超声波无损检测技术在检测时,也存在一些缺点。

关键词:超声波无损检测;脉冲反射式技术;检测技术

中图分类号:P631 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)05-0029-02

超声波无损检测技术在检测的过程中,会使用到很多的技术,这些技术既满足了检测的需要,又能有效的解决检测中出现的问题。经过技术人员的不断探索,通过人工神经网络的技术来减少检测的缺陷,并实现了降低噪音的效果,满足了超声波无损检测的更高要求。在检测的过程中,要合理科学的利用技术手法,来提高检测结果的准确性。

1 超声波无损检测技术的发展趋势和主要功能

超声波无损检测技术的发展趋势

在超声波无损检测技术应用的过程中,需要很多理论知识的支持,检测时也对检测的方法和工艺流程有严格的要求,这些规范的检测方式使超声波无损检测的结果可以更准确。发现检测缺陷时,技术人员应用非接触方式的检测技术,运用激光超声来提高检测的效果,所以未来超声波无损检测技术一定会向着自动化操作的水平去发展。自动化的检测方法可以简化检测工作,实现专业检测的目标,扩大超声波无损检测技术应用的范围,同时随着超声技术的应用,在检测的过程中,也会实现数字化检测的目标,利用超声信号来处理技术的应用,使检测技术可以实现统一使用的要求,同时数字化操作的检测过程也会提高检测的准确性,有利于检测技术的发展。所以超声波无损检测技术将会实现全面的现代化操作要求,利用现代化科学技术的发展,来规范超声波无损检测的检测行为,也具备了处理缺陷的功能,提高了检测的效率。

超声波无损检测技术系统的主要功能

目前,我国超声波无损检测主要应用的技术是脉冲反射式的检测方法,这种技术的应用可以准确的定位缺陷出现的位置和形式,具有非常高的灵敏度,简化了技术人员检查缺陷的工作,完善了技术标准。脉冲反射式的检测技术还具有非常高的灵活性和适用性,可以适应超声波无损检测的要求,并实现一台仪器检测多种波形的检测工作。根据脉冲反射式的检测技术要求,可以实现缺陷检查的功能、操作界面切换显示的功能、显示日历时钟的功能,在实际的检测过程中功能键的使用也非常方便,简化了技术人员的操作过程,并且脉冲反射式技术具有灵敏度高的功能,使其可以及时的发现检测过程中出现的缺陷,有利于技术人员进行检修的工作,提高了检测工作的工作效率。

系统主要功能的技术指标

脉冲反射式技术在使用的过程中有很多的要求,其中要满足功能使用的技术指标,从而实现规范化的操作标准。反射电压的电量要控制在400伏,实现半波或者射频的检波方式,检测的范围要在4000-5000毫米之间,只有满足了这些技术标准才能合理的设置出技术应用的框架。同时在超声波无损检测技术应用的过程中有严格要求的电路设计,如果不能满足技术的指标要求,那么在实际检测的过程中,会存在很大的风险,会对技术人员造成严重的生命安全威胁。所以在检测工作实施之前,必须要按照相关的技术指标来合理的构建检测的环境,提高检测工作的安全性,保障检测工作可以顺利的进行。

2 超声波无损检测技术检测的方法和缺陷的显示

超声波无损检测技术检测的主要应用方法

超声波无损检测技术的检测方法按照具体的分类可以分为很多种,从检测的原理进行分析,超声波无损检测技术应用的主要方法是穿透法、脉冲反射法、共振法,按照检测探头来分类,检测的主要方法有单探头法、双探头法、多探头法,按照检测试件的耦合类型来分类,检测的主要方法有液浸法、直接接触法。这些具体的方法可以满足很多情况下的检测工作,并且提高了检测结果的准确性,完善了超声波无损检测技术的检测要求,所以技术人员要根据具体的检测环境和试件的类型来选择正确的检测方法,通过方法的应用要提高检测工作的效率,降低缺陷出现的可能。随着我国现代化科学技术的不断发展,人们对检测技术的应用也提出了更高的要求,检测工作的检测范围也越来越广,同时要求在对试件检测的过程中,不可以损坏试件的质量和性能,同时还要保准检测结果的准确性,所以技术人员要严格的按照检测标准,完成检测的工作,要对检测的方法进行改善,使其可以满足时代发展的要求。

缺陷的显示

在超声波无损检测技术检测的过程中,会出现不同类型的缺陷,主要分为A、B、C三种类型的显示,在工业检测的过程中,A类显示是应用最广泛的一种类型,在显示器上以脉冲的形式显示出来,对显示器上的长度和宽度进行标记,从而当超声波返回缺陷信号时,可以在屏幕上明确的显示出缺陷出现的位置。B类显示是通过回波信号来完成显示的过程,回波信号发出时会点亮提示灯,通过显示器的显示可以观察到缺陷出现的水平位置,这种类型的显示比较直观,有利于技术人员的观察和分析。C类显示是通过反射的回波信号来调制显示的内容,通过亮灯和暗灯来显示接收的结果,检测到缺陷时会出现亮灯,因此技术人员只需要观察灯的变化,就可以判断缺陷出现的情况。所以在实际检测的过程中,技术人员一定要认真观察缺陷出现的位置和内容,从而制定出科学合理的改善方案,来降低缺陷出现的可能,提高超声波无损检测技术检测的效果。

缺陷的定位

对于脉冲反射式超声检测技术来说,显示器的水平数值变化就是缺陷出现的位置,这时技术人员要对缺陷出现的位置进行定位,从而可以分析在检测过程中出现缺陷的环节。根据反映出的缺陷声波,经过计算,得出准确的缺陷产生的位置。

3 结语

科学技术的发展会带动我国的生产力水平的提高,同时也会促进技术的研发,超声波无损检测技术就是因为科学技术的不断发展,才实现了检测的目标,在检测的过程中,可以结合现代化的技术来提高检测的效率和结果的准确性。超声波无损检测技术实现了无损试件的检测要求,提高了检测的质量和水平,应该得到社会各界的关注,扩大检测的范围。

参考文献

[1] 耿荣生.新千年的无损检测技术――从罗马会议看无损检测技术的发展方向[J].无损检测,2010,23(12):152-156.

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[5] 张梅军,石文磊,赵亮.基于小波分析和Kohonen神经网络的滚动轴承故障分析[J].解放军理工大学学报,2011,12(10):14-15.

作者简介:李新明(1992―),男,湖北人,大连理工大学学生。

长输管道超声波内检测技术现状

【摘要】超声波内检测技术是长输管道的主要检测技术。本文介绍了长输管道超声波内检测的技术优势、国内外的发展现状,以供参考。

【关键词】长输管道 超声波 内检测 优势 现状

一、前言

长输管道是石油、天然气重要的运输手段,要保证管道的稳定运行,就要加强日常的检测和维护,及时发现问题,防止重大事故发生。

二、管道内检测主要技术及优势

管道内检测是涵盖检测方案决策、管道检测、检测数据解释分析和管道安全评价等过程的系统工程。利用智能检测器进行管线内检测是目前较为普遍的方式,该方法是通过运行在管道内的智能检测器收集、处理、存储管道检测数据,包括管道壁厚、管道腐蚀区域位置、管道腐蚀程度、管道裂纹和焊接缺陷,再将处理数据与显示技术结合描绘管道真实状况的三维图像,为管道维护方案的制定提供决策依据。超声波内检测技术和漏磁检测技术是现在最常用的海管内检测技术。

超声波内检测技术是在检测器中心安放一个水平放置的超声波传感器,传感器沿着平行于管壁的方向发射声波,声波沿着平行于管壁的方向行进直至被一个旋转镜面反射后,垂直穿透管道壁,声波触碰管道外壁后按照原路径反射回传感器,计算机计算声波发射及反射回传感器的时间,该时间就被转换为距离及管道壁厚的测量值。声波反射镜面每秒旋转2周,检测器每米可以采集3万个左右的测量值。超声波内检测技术可以原理简单,数据准确可靠,该方法可以精确测量管道的壁厚,不仅可以测量金属管线,对于非金属管线,如高密度聚乙烯管也能够有效测量,并且可测管道管径的尺寸范围较大,甚至能够测量壁厚等级80以上的大壁厚管道,对于变径管道同样适用。

管道漏磁检测技术利用磁铁在管壁上产生的纵向回路磁场来探测管道内外壁的金属损失以及裂纹等缺陷,确定上述缺陷的准确位置,检测器所带磁铁将检测器经过的管壁饱磁化,使管壁周圈形成磁回路。若管道的内壁或外壁有缺陷,围绕着管道缺陷,管道壁的磁力线将会重新进行分布,部分磁力线会在这个过程中泄露从而进入到周围的介质中去,这就是所谓的漏磁场。磁极之间紧贴管壁的探头检测到泄漏的磁场,检测到的信号经过滤波、放大、转换等处理过程后会被记录到存储器中,通过数据分析系统的处理对信号进行判断和识别。管道的漏磁检测技术具有准确性高的优点,通过在气管线中低阻力和低磨损的设计取得较高质量的数据,可以在没有收球和发球装置的情况下完成检测,对于路径超过200公里的长输管道能够以每分钟200米左右的速度进行检测。

三、长输管道建设工艺技术发展现状

1、管道焊接

管道焊接是管道建设的最重要的一个方面,现场焊接的效率高,安全性和可靠性在每个管道的建设是重要的角色。从国内长途管道工程在1950年的第一条运输管道建设以来,管道现场焊接施工在我国发展的半个世纪里主要经历了有四个发展过程,分别是:手工电弧焊上向焊、手工电弧焊下向焊、半自动焊和自动焊。

(1)手工电弧焊上向焊和手工电弧焊下向焊。90年代初手工电弧焊下向焊和手工电弧焊下向焊作为当时国内传输管道的一种焊接方法,得到了广泛的应用,突出的优点是高电流、焊接速度高,根焊接速度可达20到50厘米/分钟,焊接效率高。目前在进行焊接位置相对困难的位置和焊接设备难进入的位置时采用手工电弧焊焊接。

(2)半自动焊。电焊工通过半自动焊枪进行焊接,由连续送丝装置送丝焊接的一种方式叫做半自动焊。半自动焊是长输管道焊接的主要方式,因为在焊接送丝比较连续,就省了换焊条和其他辅助工作时间,同时熔敷率高、减少焊接接头,减少焊接电弧,电弧焊接缺陷、焊接合格率提高,

(3)自动焊。自动焊方法使整个焊接过程自动化,人工主要从事监控操作。国内开始从西到东的天然气管道项目,就是大面积的自动焊接的应用程序。自动焊接技术在新疆,戈壁等地区比较适合。

2、非开挖穿越施工技术

遇到埋管道的建设,跨越河流,道路,铁路等障碍时,有许多问题如果使用传统开挖方法则会比较难实施,而“非开挖”铺设地下管道是当前国际管道项目进行了先进的施工方法,已广泛应用于这个国家。我国近年来建设大量的长输管道采用了盾穿越技术,有许多大河流使用了盾构穿越。顶管穿越通过短距离管道穿越技术在1970年代后期开始得到使用。传统意义上的顶管施工是以人工开采为主。后来当使用螺旋钻开采和输送管顶土,后来又派生出了土压力平衡方法,泥水平衡方法,通过顶管技术,可以达到超过1千米以上的距离。通过液压以控制管切割前方的覆土,以保证顶管的方向正确,和顶采用继电器,激光测距,头部方位校正方法顶推的施工工作,长距离顶管的问题和方向问题得到了解决。

3、定向穿越技术

我国从美国引进的定向钻是在1985年首次应用于黄河的长输管道建设。在过去的20年里,非开挖定向穿越管道技术在我国得到了迅速的发展。定向钻井在非开挖管道穿越技术已广泛应用于管道业。定向钻用于铺设管道取得了巨大的成就。我国在2002年2月以2308米和273米直径的长度穿越了钱塘江,是世界上最长的穿越长度,被载入吉尼斯世界纪录。定向穿越管道施工技术是一个多学科,多技术,根据于一体的系统工程,任何部分在施工过程中存在的问题的设备集成,并可能导致整个项目的失败,造成了巨大的损失。而被广泛使用,由于定向钻井,通过建设,使技术已经取得了长足的进步和发展的方向。硬石国际各种施工方法,如泥浆马达,震荡的顶部,双管钻进的建设。广泛采用PLC控制,电液比例控制技术,负荷传感系统,具有特殊的结构设计软件的使用。

四、管道超声内检测技术现状

1、相控阵超声波检测器

美国GE公司研制的超声波相控阵管道内检测器于2005年开始应用于油气管道内检测,目前已检测管道长度4700km,该检测器包括两种不同的检测模式:超声波壁厚测量模式和超声腐蚀检测模式,适用于管径610~660mm的成品油管道。该检测器有别于传统检测器的单探头入射管道表面检测的方法,采用探头组的形式来布置探头环,几个相邻并非常靠近(间距左右)的探头组成一个探头组,一个探头组内的探头按照一定的时间顺序来激发并产生超声波脉冲,而该激发顺序决定了产生的超声波脉冲的方向和角度,因此控制一个探头组内不同探头的激发顺序就可以产生聚焦的超声波脉冲。检测器包括3个探头环、44个探头组,每个探头环提供一种检测模式,可根据不同的管道检测需求来确定探头环。

该检测器与其他内检测器相同,包括清管器、电源、相控阵传感器、数据处理和储存模块4部分。清管器位于整个检测器的头部并装有聚氨酯皮碗,一方面负责清管以确保检测精度,另一方面起密封作用,使得检测器可以在前后压力差的作用下驱动前进。探头仓由3个独立的探头环组成,每个探头环的探头布置都能实现超声波信号周向全覆盖。检测器能够实现长25mm、深1mm的裂纹检测,检测准确率超过90%;最小检测腐蚀面积10×10mm ,检测精度大于90%。

2、弹性波管道检测器

安桥管道公司管理着世界上最长和最复杂的石油管道网络。其研发的内检测器已经在超过15000km的管道中开展检测。其中基于声波原理的检测器主要有弹性波检测器和超声波管道腐蚀检测器。弹性波检测器的弹性波信号可以在气体管道中传播,主要用于检测管道的焊缝特征,尤其是对长焊缝和应力腐蚀裂纹有较好的检测效果。最新的MKIII弹性波检测器最多可以装备96个超声波传感器,用于在液体祸合条件下发射接收超声波信号,进行管道检测。MKIII弹性波检测器的最大运行距离为150km,相对于二代产品的45km有了很大程度的提高。

五、结束语

综上所述,随着科技水平的快速发展和进步,超声波内检测技术也将更加完善,对于长输管道的检测也将更加准确,为管道的正常使用和安全运行发挥更大的作用。

参考文献

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[5]高福庆.管道内检测技术及发展.石油规划设计,2010,11(1):78

超声波测厚仪毕业论文软件流程图

测厚仪(thickness gauge )是用来测量材料及物体厚度的仪表。在工业生产中常用来连续或抽样测量产品的厚度(如钢板、钢带、薄膜、纸张、金属箔片等材料)。这类仪表中有利用α射线、β射线、γ射线穿透特性的放射性厚度计;有利用超声波频率变化的超声波厚度计;有利用涡流原理的电涡流厚度计;还有利用机械接触式测量原理的测厚仪等。测厚仪的测试方法主要有:磁性测厚法,放射测厚法,电解测厚法,涡流测厚法,超声波测厚法。测量注意事项:⒈在进行测试的时候要注意标准片集体的金属磁性和表面粗糙度应当与试件相似。⒉测量时侧头与试样表面保持垂直。⒊测量时要注意基体金属的临界厚度,如果大于这个厚度测量就不受基体金属厚度的影响。⒋测量时要注意试件的曲率对测量的影响。因此在弯曲的试件表面上测量时不可靠的。⒌测量前要注意周围其他的电器设备会不会产生磁场,如果会将会干扰磁性测厚法。⒍测量时要注意不要在内转角处和靠近试件边缘处测量,因为一般的测厚仪试件表面形状的忽然变化很敏感。⒎在测量时要保持压力的恒定,否则会影响测量的读数。⒏在进行测试的时候要注意仪器测头和被测试件的要直接接触,因此超声波测厚仪在进行对侧头清除附着物质。

测厚仪可以用来在线测 量轧制后的板带材厚度,并以电讯号的形式输出。该电讯号输给显示器和自动厚度控制系统,以实现对板带厚度的自动厚度控制(AGC)。 目前常见的测厚仪有γ射线、β射 线、x射线及同位素射线等四种,其安放位置均在板带轧机的出口或入 口侧。设计、安装测厚仪时要在可能的条件下尽量靠近工作辊,目的是降低板厚的滞后调整时间。

⒈在进行测试的时候要注意标准片集体的金属磁性和表面粗糙度应当与试件相似。

⒉测量时侧头与试样表面保持垂直。

⒊测量时要注意基体金属的临界厚度,如果大于这个厚度测量就不受基体金属厚度的影响。

⒋测量时要注意试件的曲率对测量的影响。因此在弯曲的试件表面上测量时不可靠的。

⒌测量前要注意周围其他的电器设备会不会产生磁场,如果会将会干扰磁性测厚法。

⒍测量时要注意不要在内转角处和靠近试件边缘处测量,因为一般的测厚仪试件表面形状的忽然变化很敏感。

⒎在测量时要保持压力的恒定,否则会影响测量的读数。

⒏在进行测试的时候要注意仪器测头和被测试件的要直接接触,因此超声波测厚仪在进行对侧头清除附着物质。

产品应用:

1、激光测厚仪是利用激光的反射原理,根据光切法测量和观察机械制造中零件加工表面的微观几何形状来测量产品的厚度,是一种非接触式的动态测量仪器。它可直接输出数字信号与工业计算机相连接,并迅速处理数据并输出偏差值到各种工业设备。

2、X射线测厚仪利用X射线穿透被测材料时,X射线的强度的变化与材料的厚度相关的特性,沧州欧谱从而测定材料的厚度,是一种非接触式的动态计量仪器。它以PLC和工业计算机为核心,采集计算数据并输出目标偏差值给轧机厚度控制系统,达到要求的轧制厚度。主要应用行业:有色金属的板带箔加工、冶金行业的板带加工。

3、纸张测厚仪:适用于4mm以下的各种薄膜、纸张、纸板以及其他片状材料厚度的测量。

4、薄膜测厚仪:用于测定薄膜、薄片等材料的厚度,测量范围宽、测量精度高,具有数据输出、任意位置置零、公英制转换、自动断电等特点。

5、涂层测厚仪:用于测量铁及非铁金属基体上涂层的厚度.

6、超声波测厚仪:超声波测厚仪是根据超声波脉冲反射原理来进行厚度测量的,当探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时,脉冲被反射回探头,通过精确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度。凡能使超声波以一恒定速度在其内部传播的各种材料均可采用此原理测量。

扬州市源峰试验机械厂是专业从事材料试验研究与材料试验机制造的企业,是国内较大的材料试验机制造商。公司产品手提橡塑测厚仪,可随身携带,手持测量,适用于车间现场测定。

超声波测厚仪是测试基材厚度的,比如:钢、铁、铝等等,不同仪器操作方法略有不同,我买的是东儒DR86S操作非常简单,买回来校正好仪器,设置好声速就可以测试了,商家有说明书提供,看不明白打电话给厂家,他们会耐心跟你解说明白的。

PD-T1超声波测厚仪校准:按CAL键切换到校准声速,在仪器自带的校准试块上涂抹耦合剂,并使用探头对其进行测量,待屏幕显示测量结果后(不要拿起探头)按下校准键CAL ,对探头进行校准,校准完成后屏幕显示。PD-T8超声波测厚仪 按CAL切换到校准模式后,探头放到标准试块上,自动校准显示

超声论文参考文献

关于超声医学的论文范文篇二 医学超声远程现状与案例分析 摘 要: 超声远程是远程医疗的一个重要应用分支,可以远程为边远地区的患者提供高质量的专家医疗服务,节约就诊时间和成本。同时也提升了基层医生与专家的沟通平台,弥补了国内医疗资源分配不均匀的状况。依据超声诊断的特点对超声远程的应用特点、市场远程设备的情况、超声远程的应用效果,以及国内超声远程的应用案例做了介绍。 关键词: 超声远程; 远程医疗; 病例分析; 超声诊断 中图分类号: TN911?34; 文献标识码: A 文章编号: 1004?373X(2014)20?0137?04 Current situation and case study of medical tele?ultrasound GAO Hai?juan, PING Zi?liang (Department of Communication and Information Engineering, Century College, BUPT, Beijing 102101, China) Abstract: Tele?ultrasound is an important branch of tele?medicine, which can provide high quality medical service from tertiary hospital to remote area patients, and save much treatment time and cost. Meanwhile, the tele?ultrasound can also promote the communication platform between less experienced healthcare workers in remote hospitals and specialists in tertiary hospitals, making the discussion more easily and effectively. It balances the medical resource distribution inequality to some extent. According to specialty of the medical ultrasound test, the tele?ultrasound implementation situation, tele equipment features, application effect of tele?ultrasound in clinic and some typical cases in domestic environment are introduced. Keywords: tele?ultrasound; tele?medicine; medical case analysis; ultrasonic diagnosis 0 引 言 20世纪60年代,远程医疗成为欧美新型医学课题。80年代末远程医疗概念被正式提出,并且在计算机技术迅速发展的带动下,远程医疗被广泛应用起来。90年代末国内发表不少关于远程医疗的文章,成为医学界和计算机界共同关注的热门话题[1?3]。远程医疗的核心概念是借助互联网技术、电视传播、卫星通信等一系列现代通信技术将不同地域的医生(或者医护人员)连接起来,通过医生间实时的音视频交流或者离线传输病人数据来完成对疾病的诊断。远程医疗一定程度上弥补了医疗资源分布不均匀的弊端,让医疗条件落后的患者可以快捷的得到远端专家医生的诊断建议,既节约了宝贵的治疗时间,又降低了长途就医的费用。同时,基层医生也在每一次的远程会诊过程中向专家学习了如何解决此类疑难杂症,日积月累,不断提升自己的专业技能,进而吸引更多的病人前来就诊,这对于基层医院的发展是非常有利的。而对于专家医院来讲,远程诊断这种新型医疗服务模式,可以减少非急诊患者的求诊人数,减轻医生问诊的负担,同时也避免了医院的拥挤,再加上远程会诊所带来的医疗收入,以及对医院影响力的提升都有所促进,因而也广受欢迎。远程医疗应用十分广泛,可用于放射科、病理科、皮肤科等课室。但是,远程医疗在超声课室的应用相对起步晚,在此本文将介绍超声远程的应用特点、国内外超声远程设备情况、以及超声远程的应用效果和国内的应用案例。 1 超声远程的应用特点 超声检查与X线,MRI,CT相比,一个显著的特点是它的检查方式很大程度上依赖医生的扫查手法,一个探头在一个医生的手上就像一副眼镜在一个人眼睛上一样,医生更习惯按照自己的扫描习惯,调整探头的扫描方位,选取扫描切面来诊断病人。如果借助超声远程,将A医生扫描的病人图像发送给B医生,让B医生来分析诊断,那么B医生一定会非常的谨慎,这就如同让B医生带着A医生的眼镜来走路一样,因为图像往往并不是B医生所习惯看到的图像,如果图像的信息量远远的低于B医生所期待的,那么远程会诊就会失败。A医生必须重新提供病人的超声图像,如此地重复扫描大大的降低了远程的效率和医生应用的信心,不利于超声远程的推广和发展。 目前,一些国内超声水平高的医院已经重视起超声远程规范化扫描的制定,例如北京安贞医院胎儿心脏远程会诊中心提出了胎儿超声心动图远程会诊检查流程及基本切面的规范要求。文献[4]提出胎儿远程会诊所需的图像切面、存储要求、测量参数等具体规范,重点提出对胎儿心脏畸形的产前超声远程心动图检查,明确定义16幅必存动态切面图像和14幅必存静态图像的内容,规范了胎儿超声远程的操作方法,有效提高医生之间进行远程诊断的效率。超声扫描规范化的脚步从未停止过,超声远程的规范化也会发展起来,让不同地域的医生能在一个标准的扫描框架下,有效地传输超声数据,彼此接受对方的扫描图像,有效的完成超声会诊。 另一个解决此手法依赖性问题的途径是借助超声远程设备的特殊传输功能。比如传输的超声数据中携带着大量的机器原始参数,可以在专家处理端还原超声扫查的过程,重新调整扫描的机器参数和选取扫描的切面,按照专家的习惯重新定位病灶的位置,进行病灶的测量和分析,这样将极大地提高会诊的成功率。目前美国通用电气(GE)的RAWDATA[5]扫描技术即可以满足这样的需求,从技术层面解决扫描手法依赖性问题。 2 国内外超声远程设备情况 超声远程设备按照工作模式,可以分为两种模式,一种是在线模式(也称同步模式),一种是离线模式(也称异步模式)。 所谓在线模式,就是申请端医生和处理端医生同时在线,实时的进行视频和音频的沟通。处理端医生可以实时看到申请端超声设备的动态图像,可以看到探头的扫查位置,可以和申请端医生进行通话交流,实时指导申请端医生调整探头的扫查位置,调整病人的体位,以及根据图像的质量来调整机器参数。这种模式的特点是:指导性强,互动性强,图像质量高;对双方的时间要求有约束性,缺乏灵活,在实际的应用情况比较难实现,因为专家医生日常工作时间紧张,会诊会占有太多的时间,时间成本提高,业内专家也有同样的顾虑[6]。 所谓离线模式,是指不需要处理端医生在线的等待,处理端系统自动接受申请端发送过来的病人二维超声图像或者三维容积数据,当图像或者数据传输完毕,处理端医生即可灵活安排时间完成会诊意见。此模式的特点是: (1) 会诊时间灵活,对双方的时间约束弱,可实施性强; (2) 离线发送过来的病人图像,专家可以进行更加详细的分析和处理,准确率高; (3) 可以归纳收藏病人的图像数据,进行后期统计分析,建立病例库。 超声远程设备按照会诊需要的医生人数,也可以分为两大类,一类是需要至少两位医生共同来完成,另一类是借助机器人代替申请端医生,只需要处理端一位医生操作完成。第一类设备和常规会诊设备一样,两端设备可以视为两台计算机工作站,两端的医生分别完成各自的任务分工,申请端提出会诊申请,填写病人基本的情况和初步诊断。处理端医生根据收到的病人数据做出会诊建议,并反馈给申请端医生。第二类设备称为远程机器人辅助超声检查系统(简称机器人超声),它是借助于并行机器人技术[7],在申请端搭建多个机器人装置,覆盖病人待检查部位,机器人模拟医生手持常规超声探头,对病人进行超声扫查,控制机器人的是处理端的专家。此类设备的特点为可以大幅度的发挥专家的技术,保证超声数据采集的有效性。其所涉及的主要技术问题有三个: (1) 处理端专家操作远端机器人所做动作的准确性。机器人需要施加合理的力度使探头在病人的皮肤上扫查,根据不同的检查部位,机器人需要调整探头的位置,倾斜的角度,锁定部位处进行旋转和微小移动。 (2) 机器人动作的延迟。理想的系统坏境是处理端专家触发控制信号,机器人同步完成动作,超声设备实时反馈图像给专家。但是,实际的情况是机器人机械控制和电路控制环节存在一定的时间延迟。 (3) 超声图像传输的速度和质量。 比较两类设备,机器人超声的最大优点是真正的将专家的“眼睛”延伸,考虑超声检查对手法的依赖性强,这种远程超声技术更能达到预期的诊断效果。在机器人技术的带动之下,持探头机器人的机械控制涉及的机械难点会得到解决,系统的精确性会得到较大的提高。至于图像传输质量,文献[7]对图像传输中使用的图像压缩技术进行了分析对比。采取的方法是:考虑人眼视觉的灵敏度,在粗略扫查,寻找感兴趣区域的过程中,使用有损压缩或高压缩比率的压缩技术,以提高传输的速率,而在找到感兴趣区域后进行仔细鉴别检查时,则采用无损压缩的压缩技术,以保证图像的质量。超声图像的失真主要是两个方面,一是图像对比度的下降,一是图像噪声的干扰。对比度的调整将由专家来调整,因为系统自动的调整将影响专家的诊断。噪声多数是由于人体组织的不同密度而产生后场散射声场造成的,采用合适的滤波器参数可以达到降低噪声而不影响诊断的作用。基于以上分析,机器人超声将凭借其技术的优势得到快速的发展。 3 超声远程的应用优势及效果 超声远程的应用优势包括减少病人不必要的转院治疗、节约病人的就医时间和成本以及在医学教学中的作用[8?10]。文献[11]介绍在急诊情况中应用超声远程缩短病人从入院到手术的时间大约3 h,既为救治急诊病人节约了高贵的“黄金”时间,又提升了急诊中救护车医护人员与医院手术室人员的交流效率, 所以文献中作者建议应将超声远程推广应用在高风险的孕妇和复杂性分娩等情况。 文献[7]将机器人超声应用在32例病例检查上,采用了两种不同的网络连接方式,分别为ISDN综合业务数字网连接(Integrated Services Digital Network)和具备动态带宽384 Kb/s的卫星连接。设计病人完成常规的腹部扫查,包括肝脏、胰腺、门静脉、主动脉、膀胱、子宫或前列腺,脾脏等组织的扫查,并对通用的诊断数据(包括组织的大小,轮廓等)进行了记录。用远程超声会诊的方式与传统超声检查方式进行了对比,结论是:机器人超声检查出58例病变的38例,达到66%的检出率。对漏诊的病变分析如下: (1) 根据病灶大小分为三类:7例是病灶小于 cm,包括胆固醇沉着症,肾结石,胆囊息肉;8例是病灶在1 cm左右,包括血管平肌瘤,肾结石,肝脏血管瘤;4例病灶在~ cm之间,包括囊肿,固态肾包块,肝脏多个低回声病灶。 (2)根据导致漏诊的原因分为:8例是由于图像分辨率低,3例是由于扫描参数设置的不佳,7例是由于不充分的图像数据传输,1例是由于病人的扫查条件不好。 (3)其中12位病人有症状呈现,比如黄疸,发热等,远程超声可以诊断出其中的10位,达到83%检出率。 (4)另外,超声检查常见的扫描局限性,比如病人过胖,过瘦或者年龄大也是漏诊的固有原因。 4 国内超声远程的案例 近五年国内超声远程网络得到迅速的发展,这主要得益于国家医疗改革的取向。2012年3月,国务院印发《“十二五”期间深化医药卫生体制改革规划暨实施方案》,明确指出:要让信息技术成为提升医疗机构管理效率和服务水平的重要手段。国内一些已经在远程医疗设备有一定技术积累的厂家也针对远程超声开展了研发和市场推广工作。 开展超声远程的医院和机构也在逐年增加。典型的有以北京安贞医院牵头成立的胎儿超声心动图远程会诊中心[4],凭借在胎儿心脏的权威性,会诊中心帮助基层医院在胎儿先天性心血管结构畸形和心脏异常等方面展开会诊工作。大连市中心医院,天津市第一中心医院等也都有各自的超声远程网络系统[12?13]。值得提出的是由上海长宁区卫生部门主导发起的“上海市长宁区超声远程诊断网络项目”[14]。该项目以上海市第六人民医院为依托成立了超声远程诊断中心,并与长宁区的10家社区卫生中心实现网络联接,使市民在家门口就能享受到高水准的远程诊断服务,同时也节约了就诊时间和费用,促进了医疗资源的合理分配利用,是超声远程的典型应用。 此外,2013年在国家发改委的指导下,甘肃省卫生厅、甘肃省人民医院和通用电气医疗集团共同建立了基础医疗范畴内的超声远程省内医疗试点项目[15],采用“1+3+3”的拓扑模式,即“1”是指一家三级医院,也就是甘肃省人民医院,第一个“3”是指3家县级医院,包括定西市第二人民医院、临洮县人民医院和岷县人民医院,另一个“3”是指3家乡镇卫生所,包括香泉镇中心卫生院、新添镇中心卫生院和闾井镇中心卫生院。据媒体报道,从2013年3月10日远程系统全面启动截止2013年5月15日,3家县级医院共完成37例会诊病例,3家乡镇卫生所共完成68例会诊病例,超声远程会诊不仅帮助当地病人及时的诊断疾病,为基层医生提供了诊断思路,也为上级医院减轻了负担。这种基层医疗机构负责治愈简单的病症,上级医院就专攻疑难、危重病症的模式正是中国整个医疗架构的理想资源分配形式。 5 结 语 本文介绍了超声远程的应用特点、常见设备分类、应用效果和国内的远程案例。技术上,伴随着计算机及网络通信技术的不断发展,超声远程设备必定会在技术上取得进一步的突破,更快,更高质量的传输图像,也可能会加入可穿戴智能辅助设备;服务模式上,随着国家全方位立体化远程医疗体系的建设,超声远程会进入社区,为居民提供远程咨询医疗服务;市场推广上,国家的政策以及地方政府都在积极的推动远程医疗的覆盖面,探索这种模式下的收费标准,用以提高医疗单位主动服务的积极性,保证超声远程的经济效益和长足发展。可见,超声远程在未来的几年一定会有较快的发展,也希望有更多的人关注超声远程的发展。 参考文献 [1] 王志中,李凌,蔡立羽,等.国内远程医疗的现状及展望[J].计算机工程,1999,25(5):3?5. 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摘要]本文主要介绍了超声波的特点,超声波传感器的原理与应用等多个方面。文中阐述了超声波与可听声波的区别,超声波传感器在医疗,工业生产,液位测量,测距系统等多个领域中得到了广泛的应用。因超声波具有的独特的特性,使得超声波传感器越来越在生产生活中体现了其重要性,具有一定的研究价值。 [关键词]超声波 传感器 疾病诊断 测距系统 液位测量 一、超声波传感器概述 1.超声波 声波是物体机械振动状态的传播形式。超声波是指振动频率大于20000Hz以上的声波,其每秒的振动次数很高,超出了人耳听觉的上限,人们将这种听不见的声波叫做超声波。超声波是一种在弹性介质中的机械振荡,有两种形式:横向振荡(横波)及纵向振荡(纵波)。在工业中应用主要采用纵向振荡。超声波可以在气体、液体及固体中传播,其传播速度不同。另外,它也有折射和反射现象,并且在传播过程中有衰减。超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律,与可听声波的规律并没有本质上的区别。与可听声波比较,超声波具有许多奇异特性:传播特性──超声波的衍射本领很差,它在均匀介质中能够定向直线传播,超声波的波长越短,这一特性就越显著。功率特性──当声音在空气中传播时,推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。在相同强度下,声波的频率越高,它所具有的功率就越大。由于超声波频率很高,所以超声波与一般声波相比,它的功率是非常大的。空化作用──当超声波在液体中传播时,由于液体微粒的剧烈振动,会在液体内部产生小空洞。这些小空洞迅速胀大和闭合,会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用,从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用,会使液体的温度骤然升高,从而使两种不相溶的液体(如水和油)发生乳化,并且加速溶质的溶解,加速化学反应。这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。 超声波的特点:(1)超声波在传播时,方向性强,能量易于集中;(2)超声波能在各种不同媒质中传播,且可传播足够远的距离;(3)超声波与传声媒质的相互作用适中,易于携带有关传声媒质状态的信息(诊断或对传声媒质产生效应)。 2.超声波传感器 超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。以超声波作为检测手段,必须产生超声波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器,习惯上称为超声换能器,或者超声探头。 超声波探头主要由压电晶片组成,既可以发射超声波,也可以接收超声波。超声探头的核心是其塑料外套或者金属外套中的一块压电晶片。构成晶片的材料可以有许多种。超声波传感器主要材料有压电晶体(电致伸缩)及镍铁铝合金(磁致伸缩)两类。电致伸缩的材料有锆钛酸铅(PZT)等。压电晶体组成的超声波传感器是一种可逆传感器,它可以将电能转变成机械振荡而产生超声波,同时它接收到超声波时,也能转变成电能,所以它可以分成发送器或接收器。有的超声波传感器既作发送,也能作接收。 超声波传感器由发送传感器(或称波发送器)、接收传感器(或称波接收器)、控制部分与电源部分组成。发送器传感器由发送器与使用直径为15mm左右的陶瓷振子换能器组成,换能器作用是将陶瓷振子的电振动能量转换成超能量并向空中幅射;而接收传感器由陶瓷振子换能器与放大电路组成,换能器接收波产生机械振动,将其变换成电能量,作为传感器接收器的输出,从而对发送的超进行检测。控制部分主要对发送器发出的脉冲链频率、占空比及稀疏调制和计数及探测距离等进行控制。二、超声波传感器的应用 1.超声波距离传感器技术的应用 超声波传感器包括三个部分:超声换能器、处理单元和输出级。首先处理单元对超声换能器加以电压激励,其受激后以脉冲形式发出超声波,接着超声换能器转入接受状态,处理单元对接收到的超声波脉冲进行分析,判断收到的信号是不是所发出的超声波的回声。如果是,就测量超声波的行程时间,根据测量的时间换算为行程,除以2,即为反射超声波的物体距离。把超声波传感器安装在合适的位置,对准被测物变化方向发射超声波,就可测量物体表面与传感器的距离。超声波传感器有发送器和接收器,但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化,即在发射超声波的时候,将电能转换,发射超声波;而在收到回波的时候,则将超声振动转换成电信号。 2.超声波传感器在医学上的应用 超声波在医学上的应用主要是诊断疾病,它已经成为了临床医学中不可缺少的诊断方法。超声波诊断的优点是:对受检者无痛苦、无损害、方法简便、显像清晰、诊断的准确率高等。 3.超声波传感器在测量液位的应用 超声波测量液位的基本原理是:由超声探头发出的超声脉冲信号,在气体中传播,遇到空气与液体的界面后被反射,接收到回波信号后计算其超声波往返的传播时间,即可换算出距离或液位高度。超声波测量方法有很多其它方法不可比拟的优点:(1)无任何机械传动部件,也不接触被测液体,属于非接触式测量,不怕电磁干扰,不怕酸碱等强腐蚀性液体等,因此性能稳定、可靠性高、寿命长;(2)其响应时间短可以方便的实现无滞后的实时测量。 4.超声波传感器在测距系统中的应用 超声测距大致有以下方法:①取输出脉冲的平均值电压,该电压 (其幅值基本固定)与距离成正比,测量电压即可测得距离;②测量输出脉冲的宽度,即发射超声波与接收超声波的时间间隔 t,故被测距离为 S=1/2vt。如果测距精度要求很高,则应通过温度补偿的方法加以校正。超声波测距适用于高精度的中长距离测量。 三、小结 文章主要从超声波与可听声波相比所具有的特性出发,讨论了超声波传感器的原理与特点,并由此总结了超声波传感器在生产生活各个方面的广泛应用。但是,超声波传感器也存在自身的不足,比如反射问题,噪声问题的等等。因此对超声波传感器的更深一步的研究与学习,仍具有很大的价值。 参考文献: [1]单片机原理及其接口技术.清华大学出版社. [2]栗桂凤,周东辉,王光昕.基于超声波传感器的机器人环境探测系统.2005,(04). [3]童敏明,唐守锋.检测与转换技术.中国矿业大学出版社. [4]王松,郑正奇,邹晨祎.超声定位车辆路径监测系统的设计.2006,(10). [5]俞志根,李天真,童炳金.自动检测技术实训教程.清华大学出版社. 转贴于 中国论文下载中心

超声医学是将超声技术应用于医学各部门而形成的一门学科。下面是由我整理的关于超声医学的论文范文,谢谢你的阅读。

超声医学学科建设构想分析

【摘 要】超声医学是将超声技术应用于医学各部门而形成的一门学科。目前超声医学在学科建上设依然存在一些问题。超声医学学科建设需要从科室建设,临床管理,优质服务等方面来着手,积极发挥科研和人才的关键作用,全方位、多层次地进行推进。

【关键词】超声医学;学科;学科建设

【中图分类号】 【文献标识码】A 【文章编号】1004-7484(2013)03-0089-02

随着超声医学的建设和发展,超声已经不仅仅被应用于临床诊断,超声治疗也已经成为了重要的治疗手段。超声技术可以与一些强势学科进行有效合作,可以在介入治疗,手术影像检测评估,以及生育学的超声检测中发挥重要作用。超声学科在承担诊断和医疗任务的同时,还肩负着医疗科研,甚至医疗教学等重要任务。

相对于一些临床学科,超声医学是一门全新学科,是将超声技术应用于医学各部门而形成。但是其与医院的一些其他辅助科室比较,超声学科的地位和作用又是十分突出的。随着超声医学与临床联系越来越紧密,超声医学学科已经实现了多领域渗透。从医院进行超声学科建设的角度进行分析可以看到,超声学科的建设的根本在于有效进行科室建设,实现诊疗科研的严格管理,以及优质服务的全面突破。

一、超声医学学科的建设重点在于科室建设

超声医学学科建设的首要任务是命名。在超声科室的命名中需要考虑的是超声功能的涵盖,即使是乡镇小医院也不能简单地命名为B超室,因为随着科技和经济的发展,三维甚至于四维彩超也已经被引入了县乡医院,所以在科室命名上要充分考虑到这一因素。另外超声医学已经脱离了简单的诊断功能,目前已经与临床治疗紧密联系在了一起,各种临床的诊断和治疗都与超声密切相关,所以通常情况下可以将科室命名为超声科。

超声科室的有效建构是超声学科建设的重要方面,超声学科与临床联系日益紧密,诊疗与教研需要紧密结合,但是目前的情况是多数医院在超声科室建设中结构分散、系统性差,加之技术水平参差不齐,所以造成了设备资源的很大浪费。我们需要有效建设完整的超声科室,实现人力、物力最大程度上的结合。对超声科室的建构可以从检查、治疗和教研三个方面有效的推进。

超声学科的建构中需要具有全科素质的团队领导者,科室主任可以从院内外聘请具有威望的中青年专家担任,因为中青年人才更具有发展潜力和魄力。在设立科室主任和副主任的基础上,可以设立诊断和诊疗、教研组长,实现对行政和业务的有效领导。超声科室的一般性工作可由超声医师,以及超声技师联合完成,医师进行诊断和操作,而技师进行录入和报告的出具工作。超声科室还需要数名护士,对患者进行术前准备,以及术后的观察。器械工程师可以选聘专职或者兼职都可以,但是需要保证检修的快速和及时。在超声科室的技术配比中需要高、中、初级互相合理配合。

二、超声医学学科建设的根本在于临床管理

从医院的建设角度来说,各学科建设的基本立足点在于临床的有效应用。超声医学的学科建设需要紧密地和解剖、生理和病理科室联系在一起,积极拓展超声和基础医学的联系。在临床诊疗中需要用规范医学条例来指导医生的患者意识,以及科研意识,在临床上做到有品质和有内涵。在全面理顺本学科建制的基础上,超声医学学科需要积极地进行跨学科协作。超声诊断是临床的前置环节,而临床可以有效的对超声诊断形成验证,所以超声临床需要建立严格的随访,以及反馈机制,超声医师下病房,以及参阅诊疗意见都是必要的。在超声学科的临床上,不仅仅需要增强科室内部的凝聚力,还需要有效的增加医院内部的向心力,以及与患者的亲和力。

超声医学学科的临床建设关键在于保证医疗质量,全面地提高诊断的正确率,积极推进超声医学的临床治疗。又快又好地完成超声诊疗的关键是减少预约,基本上做到“零预约”。在超声临床的建设中积极突出超声介入治疗,有效发挥超声在治疗中的引导作用。全面推进超声介入治疗在造影,引流和造瘘临床上的应用,突出超声在评估和靶向穿刺方面的特色。超声学科临床建设的目的和意义在于及时地解决临床问题,积极地推动和使用新技术和新手段,紧密的联系学科前沿,为患者解除疾病所带来的苦难。目前对于医院来讲,最重要的是要积极地在超声介入诊断、肝脏移植、临床诊断分析、男子不孕不育和风湿疾病诊断中做精做细。

三、超声医学学科建设的亮点在于优质服务

从客观角度来讲,因为各个地区的医院层次、以及软硬件设施具有明显的区别,所以说超声医学在学科建设上基本上难以一整套办法全面推进,但是从另一个方面来讲,其实各个医院在提高服务质量上却是相通的。超声医学的学科管理在于便捷性,因为超声检查是一项普通的医疗检查,所以说做到快速、便捷是服务的关键。超声科室的服务应该说具有两重性,其一是对患者的服务,其二是对临床的服务,所以有效的实现与医院,甚至于多所医院联网是关键。通过局域网可以进行有效的预约和排号,通过超声的信息管理可以实现临床医生快速了解结果。通过远程网络患者可以挂号,疑难病历可以得到快速的协助诊断和处理。

超声科室的服务还在于超声医师诊断结论的快速生成报告,对一些非常规的病例可以由高级医生处理,在最短的时间内进行治疗和诊断。对患者的资料进行大型的数据库管理,便于网络的直接调取。超声科室可以与医院的网络联系,最终实现与互联网的连接,实现信息资源的共享。患者公平的排号就诊,对特殊的病历做好前期准备工作,同时计划安排好超声技师和临床护理人员。超声科室还需要开设必要的临时观察室,以便于一些小风险治疗项目可以在门诊进行直接的治疗,手术后对患者进行有效的24小时观察。

四、超声医学学科建设的未来在于科研和人才

我们之所以说超声学科建设的未来在于科研和人才,是因为超声医学的未来应用空间和领域是十分广阔的。虽然目前超声医学还局限在临床诊断上,在临床治疗上也逐步取得了丰硕的成果,但是其依然有很多需要提升之处。在科研方面最主要是要将科研工作与临床紧密结合,良好的科研可以带动学科发展。在提高超声诊断质量的同时,我们需要重点发展射频消融,超声辐射力成像,心脏超声等技术。超声医学还需要与多学科实现联合攻关,与临床科室和纳米材料科室紧密合作。还需要积极的推进科研成果转化,有效地将科研成果向适宜的三级以及基层医疗机构进行输送,推动超声在介入、造影,以及肿瘤、治疗方面的临床应用;促进乳腺靶向造影,以及纳米级造影剂的申报,转化和应用。

另外,在超声医学人才培养方面可以有效借助平台力量,加大选拔力度,培养重点人才。要将院内培养和院外联合培养结合在一起,努力为超声医学人才提供展示自己才华的机会。在待遇上要向青年学科领军人物倾斜,鼓励青年医生申报各种创业基金,以此为超声医学人才的脱颖而出提供充分的锻炼机会和物质保证。

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[5] 何林丰;对我区超声医学工程队伍建设的几点建议[J];西藏科技;2000年06期

作者简介:

刘希文(1957―)宁夏青铜峡人,宁夏青铜峡铝业集团公司医院工作,研究方向超声医学(从事超声工作37年)。

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超声波振动论文参考文献

超声波应用范围很广。但目前较成熟的有:1:超声波水下测距军民用技术都很成熟。、2:超声波探伤,目前工程应用广泛,金属结构、钢结构与混凝土领域等。3:超声波清洗,除垢,粉碎(医疗体外碎石等),雾化等。

超声波焊接是利用超声波频率(超过20000赫兹)的机械振动能量,连接同种或异种金属、半导体、塑料及金属陶瓷等材料的特殊焊接方法。这是我为大家整理的超声波焊接技术论文,仅供参考!

超声波焊接的研究与展望

摘要:超声波焊接的节能、环保、操作方便等突出优点,越来越受到人们的重视。超声波焊接已广泛应用在众多领域。本文简单介绍了超声波焊接的基本原理。概述了超声波焊接的国内发展现状,并对超声波焊接的发展做了展望。

关键词:超声波 焊接 研究现状

0 引言

1950年美国人发明了超声波焊接技术,该技术作为特种连接技术,在工业生产中得到广泛应用。另外,超声波焊接技术还广泛应用于电子工业、电器制造、新材料的装备、航空航天及核能工业、食品包装盒、高级零件的密封技术等方面。超声波焊接的优点主要表现为:节能、环保、操作方便,这种技术对我国建设资源节约型、环境友好型的社会起着很大的促进作用。

1 超声波焊接原理及特点[1]

超声波焊接作为一种特殊焊接方法,通常情况下是指利用超声波频率(大于16KHZ)的机械振动能量,将同种或异种金属、半导体、塑料及金属陶瓷等进行连接。通过超声波对金属进行焊接时,一方面不需要向工件输送电流,另一方面没有将高温热源引入工件,在焊接过程中,在静压力的作用下,将弹性震动能量转变为工件间的摩擦功、形变能,以及有限的温升等。在母材不发生熔化的情况下,实现接头间的冶金结合,因此,超声波焊接属于固态焊接。

工频电流在超声波发生器的作用下,进一步转变为超声波频率(15~16KHZ)d的振荡电流。通过磁致收缩效应,换能器将电磁能转换成弹性机械振动能。放大器的作用是对振幅进行放大,同时借助耦合杆和上声极与并工件进行耦合。如果换能器、放大器、耦合杆和上声极的自振频率相互一致,在这种情况下,系统将会产生谐振,从而将弹性振动能传递给静压力F的工件。两种薄材工件通过此种能量之间的转换被粘接在一起。

2 国内研究现状

超声波金属焊接的研究现状

崔岩[2]研究超声波焊在坦克铝件焊修中的应用,对铝及铝合金的焊接性进行了详尽的分析,认为保证焊点质量稳定的重要因素是谐振频率的精度。在超声波焊接过程中,由于机械负荷是多变的,失谐现象会随机出现,进而使得焊点质量不稳定。根据超声波焊的特点,制订相应的焊接规范。大量实验证明:通过超声波对铝及铝合金进行焊接,金属表面致密的氧化膜可以有效地去除,进而保证了焊接质量。

华南理工大学杨圣文等人[3]推导了铜片-铜管太阳能集热板超声波焊接接头区域理论区域温度公式,并利用人工热电偶法测得焊接区域温度,分析了实测温度偏差产生的原因,结合焊接接头的扫描电镜(SEW)图片进行对比分析,研究了铜片-铜管超声波焊接接头的形成机理。结果表明:超声波焊接是基于接头区域微齿顶端处高温、纯净金属发生塑性变形后表面充分贴合两个因素基础上的金属键合和机械嵌合而形成接头的物理冶金过程。

南京航空航天大学机电学院的张秋峰[4]研究了1Cr18Ni9Ti与TC4异种金属的固态扩散焊接工艺,在现有的基础上采用超声波加载固态扩散焊的工艺。金相试验分析结果表明:采用超声波加载扩散焊接工艺,使不锈钢和钛形成了良好的连接。

哈尔滨工业大学的闫久春、孙小磊[5]等,在敞开环境下研究了一种适合复杂结构,并且能够进行可靠连接的“超声波振动辅助钎焊技术”原理,同时对铝基复合材料、铝合金、陶瓷/铝、玻璃/铝焊接的初步试验结果进行了描述。焊接结果表明:在钎焊过程中,通过施加适当的超声波振动,母材表面氧化膜可以有效地去除,进一步促进了母材与钎料的润湿。在低温、大气环境下,获得了具备微观组织结构和力学性能良好的连接接头。

南昌大学的朱政强等人[6]用电子背散射衍射(EBSD)方法来研究超声波焊接下铝合金AA6061的微观组织变化,从微观角度里加深对超声波金属焊接的理解。通过实验,得到原始铝箔和焊接后铝箔的品粒取向差分布图。通过分析品粒取向、晶粒结构和晶界特征了解超声波焊接对铝合金组织和结构的影响。

超声波非金属焊接的研究现状

郭毓峰[7]对12μm聚对笨二甲酸乙二醇酯(PET)/30μm聚乙烯(PE)薄膜超声波焊接工艺进行了研究,发现焊接振幅在2-10μm,对焊接接头热合强度的影响不大;在焊接振幅4-7μm出现了焊接接头的热合强度最大值。焊接接头的热合强度随着焊接时间的延长和焊接压力的增大表现出先增大后减小的变化规律。通过对不同工艺参数下焊接区域的结晶程度进行分析,其结果显示,接头的结晶程度影响着PET/PE薄膜焊接接头热合强度,焊接区域试样的结晶程度随着焊接时间、焊接振幅、焊接压力增加先减小后增大,焊接接头的热合强度先升高后降低。

赵钢[8]等人研究超声波焊接在汽车传感器封装中的应用。讲述了通过对材料、焊接方法的选择和焊口及工装设计与制造过程设计,来实现汽车传感器封装的方法。

赵仕彬[9]研究了超声波焊接在连接器中的应用。简明扼要地介绍了超声波焊接的原理,结合面的设计方法、设计要点,以及在连接器中的具体应用和使用范围。

西北工业大学的聂中明[10]研究了高电阻CdZnTe半导体(简称CZT)接触电极与引线的超声波焊接。认为:CZT晶片经机械抛光表面处理后,通过离子溅射法制备的金电极与外引线间具有较高的超声波焊合率,能获得最佳焊点质量的电极厚度为180nm。此外,确定CZT接触电极制备工艺后,楔入压力成为影响CZT接触电极与引线超声波焊接质量的主要因素,焊接功率则为次要因素。

3 总结

目前,对超声波金属的焊接机理认识不足,超声金属焊接作为一种固相焊接方法,或者说是金属间的“键合”过程,在焊接过程中,是否无金属熔化还有待进一步研究。还有在材料焊接中应用超声波,虽然焊接效果比较好,但是对于由超声波发生器、声学系统与机械系统相结合的整个系统来说,在稳定性、可操作性、可靠性等方面依然存在问题,所以声学系统的设计,以及声学系统与试件之间的连接方式等都非常重要。另外,从微观力学的角度研究超声波振动对晶粒和织构的影响也是未来研究的重要方向。

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超声波焊接技术在工业产品设计中的应用探索

【摘 要】本文通过对超声波焊接技术原理的阐述及对超声波影响因素的探究,分析超声波焊接技术的优劣,结合笔者的设计实践,探索超声波焊接技术的发展,抛砖引玉,就基于超声波焊接技术未来的应用领域进行探索。

【关键词】超声波;焊接技术;工业产品

Ultra-sonic Welding Technology in the Application of Industrial Product Design’s Exploration

HE Jun-hua1 MA Wen-juan2 LV Shuang-shuang3 WENG Mao-hong1 GUAN Jun1 GONG Yun1

( of Engineering, Zhejiang A&F University, Lin’an Zhejiang, 311300, China;

of Agricultural and Food Science, Zhejiang A&F University, Lin’an Zhejiang, 311300, China;

of Landscape Architecture and Architecture, Zhejiang A&F University, Lin’an Zhejiang, 311300, China)

【Abstract】The article through to the illustration of the principle of ultra-sonic welding and the affecting factors of ultra-sonic probe, analyseing the advantages and disadvantages of ultra-sonic welding technology, combined with the author’s design practice, explore the development of ultrasonic welding technology, topic and is based on the exploration on the application felid of ultra-sonic welding technology in the future.

【Key words】Ultra-sonic; Welding technology; Industrial product

在工业产品制作中,经常会用到一些工业材料,像塑料、金属、木材等一些其他工业材料。在日常生活中我们经常会看到某件产品不只用一种材料来制作;我们也经常看到一件产品由多个部分组成、并且各部分之间还会产生空隙,这不仅会影响产品的质量,还会影响产品的美观度。这就要求把它们彼此之间焊接起来。随着技术的发展,人们对焊接技术的要求越来越高,目前传统的焊接技术不但成本较高,而且焊接的质量不高,往往会产生细小的缝隙。因此人们希望运用新的焊接技术来提高产品的质量。

1943年,在总结前人理论和实践的基础上,美国的Behl发明了超声波焊,从此推动了超声波焊接技术的发展。由于超声波焊接技术具有节能、无须装配散烟散热装置、焊接时无须焊接附件、成本低、效率高、密封性好、易实现自动化生产等优点,超声波焊接技术发展的越来越快。

1 超声波焊接技术在工业产品中的应用现状

像在航空航天、核能工业、电子工业等这样一些精度要求很高的工业产品领域中,使用传统的焊接技术很难达到技术要求,而且成本高、效率低。目前,超声波焊接技术在各行各业都有广泛的应用,像医疗机械、包装、五金等行业;能焊接的产品也很多,像汽车零部件、光学镜头、U盘等。

2 超声波焊接技术的原理和特点

超声波是一种频率高于20000赫兹的声波,因此能量大。超声波焊接是利用超声波频率(超过20000赫兹)的机械振动能量,连接同种或异种金属、半导体、塑料及金属陶瓷等材料的特殊焊接方法[1]。超声波作用于热塑性的塑胶表面时,会产生每秒上万次的高频振动,这种达到一定振幅的高频振动,通过上焊件把超声波能量传到焊区,又由于焊区即两个焊接的交界面处声阻比较大,因此会产生局部高温。又由于塑料制品导热性差,一时还不能及时散发出聚集的能量,因此能量就会聚集在焊区,致使两个塑料的接触面迅速熔化,加上一定的压力后,就会使其融合成为一体。当超声波停止作用后,让压力再持续几秒钟,使其凝固成型,这样就形成一个坚固的分子链,从而达到焊接的目的。在对金属进行超声波焊接时,既不向工件输送电流也不向工件施以高温热源,只是在静压力作用之下,将弹性振动能量转变为工件界面间的摩擦功、形变能及有限的温升,使得焊接区域的金属原子被瞬间激活,两相界面处的分子相互渗透,最终实现金属焊件的固态连接。其焊接原理示意图如图1所示[2]。

超声波焊接技术的优点

与传统焊接技术相比较,超声波焊接技术有如下优点:(1)焊接速度快、焊接精度高、焊接焊点强度高;(2)焊接范围广、稳定性好、被焊接后的工件变形很小;(3)焊接物表面清洁美观、平整光滑;(4)焊接时,不需添加焊接剂,对被加工物不产生污染、不产生有害气体,因此是一种环保的焊接方法;(5)焊接时,只需提供较小的动力即可进行焊接,耗能低;(6)操作简单、成本低、效率高、密封性好。

图1 超声波金属焊接原理示意图

超声波焊接技术的缺点

尽管超声波焊接技术有很多的优点,但也存在不足之处,因此不得不加以重视。超声波焊接技术有如下缺点:(1)对超声波焊接机理的认识还不够全面;(2)对金属进行焊接时,焊件不能太厚;(3)对超声波焊接技术的影响因素比较多,不易进行把握分析和总结;(4)制造一些大功率的超声波焊接机成本高、而且比较困难;(5)对焊接好后的工件进行焊接处质量检测比较困难,因此给大批量生产带来阻碍。 3 影响超声波焊接质量的因素

虽然超声波焊接技术有众多优点,但其焊接质量与熔融量、材料的材质等因素有关,概括起来主要包括以下几方面的因素,如图2所示。

图2 影响超声波焊接质量的因素

(1)焊接材料的材质:一般来说焊接质量与材料的物性和材料的改性有关。材料的物性包括材料的弹性模量、摩擦系数、热导率、熔点等。物件的焊接质量与材料的弹性模量、摩擦系数、热导率成正比,与其密度、熔点成反比。材料的改性指的是在适宜的工艺条件下加入一些填料以改善材料的原有性能,使其满足客户的使用要求。在适宜的工艺条件下加入一些性能相近的材料,可以提高焊接接头强度。

(2)焊头与焊件的接触面:焊接面的清洁度、材料表面的粗糙度会影响焊件的焊接质量。增加材料的表面粗糙度可以提高焊接质量;焊接面的清洁度越高,焊接质量也越高。

(3)其他因素:焊接技术的工艺参数、焊接件的结构、连接形式、焊接时的熔融量、超声波的功率等。为达到最佳的焊接效果,在产品研发阶段,要对这些因素进行综合考虑。

4 超声波焊接技术在工业产品设计中的应用案例

正如以上所述,基于超声波焊接技术的产品研发,先要进行综合考虑影响焊接质量的因素,然后结合产品的市场前景,产品的成本,生产技术要求等条件,合理生产设计要素。

下面仅就一个设计案例――美国苹果公司发明的超声波塑料与金属焊接专利技术进行解读,从实践的角度来理解超声波焊接技术在实际中的应用。原有技术的不足:在还没有发明这项专利技术之前,所有的便携式设备(如手机)不能将金属与塑料进行融合,因此某些部件不能用塑料部件来代替,这样生产出来的手机不仅厚重、外形呆板而且缺少个性,设计上也不够自由、缺少灵活性。并且制作成本高、操作复杂、使用不方便,按键操作过多时,会接触不灵。解决案例:采用全新的超声波塑料与金属焊接技术,在手机内部某些部件使用塑料材质,减轻了手机的重量的同时也减少了金属的使用量。在壳体方面采用一次成型工艺,使外壳更加简约、流畅,操作简单,设计灵活,给人一种高端、大气的感觉。先进的超声波焊接技术一般还要使用多种材料融合的技术工艺,设计更加的自由和灵活,设计线条采用极简主义的风格,色彩上运用浅色,给人轻松、愉悦的感觉。在结构上更符合超声波焊接工作原理,使焊接质量更佳。

5 针对超声波焊接技术应用的案例得出的结论和展望

通过这次调研,作者通过对超声波焊接技术的了解,对超声波焊接技术应用进行研究,由于条件有限,在调查研究过程中还有不足之处,在此将在调研过程中涉及到的问题及解决办法总结一下,为后面进一步研究做铺垫。针对焊接质量的问题,我们得出在焊接时应保持接触面清洁和材料表面的粗糙度。要了解用户需求,针对特定的用户进行设计,设计出多种不同的外观形态,为不同的客户量身打造;在设计时还应该考虑情趣化的问题,设计出更加有情趣化的产品,营造轻松愉悦的环境。针对超声波焊接技术在产品设计中的展望,作者经过探索发现可以在工作时增加音乐播放功能,使焊接过程轻松、愉快。未来的超声波焊接技术也将更加的人性化。

【参考文献】

[1]关长石,费玉石.超声波焊接原理与实践[J].机械设计与制造,2004(6).

[2]朱政强,吴宗辉,范静辉.超声波金属焊接的研究现状与展望[J].焊接技术,2010,39(12).

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