时间：2022-12-24 14:48:29
序论：在您撰写超声检测时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
关键词：大型铸件；双晶探头；超声波检测；灵敏度
1.前言
铸件被广泛应用制造业中，它在各种类型的机械设备中占比较大。而在铸造铸件的过程中，常常会出现孔洞类缺陷，裂纹、冷隔类缺陷，夹杂类缺陷等，导致生产的产品不合格造成重大经济损失和安全隐患。因此，需要研究铸件无损检测技术对确保铸件的安全性和可靠性具有重要的实际意义。
当前比较有效的铸件无损检测技术包括超声检测、X射线透射检测及射线层析摄影法等[1]，它们各有其自身的特点，在铸件检测中都得到了不同程度的应用，根据具体被测铸件的材料、几何形状等特征选择合适的缺陷检测方法是很重要的。但是对于大型铸件来说，其特殊的声学特性，比如晶粒粗大、组织不致密性等，会造成超声波在传播的过程中衰减严重。如果对其采用一般的超声检测方法进行检测则很容易造成漏检和误检的危险。 因此本文采用底波衰减法对大铸件质量进行检测
2.铸件超声波探伤
超声波探伤具有灵敏度高、穿透性强、检测速度快、成本低和对人体无害等优点。检测时，超声波会从缺陷处反射而在荧光屏上出现缺陷波，缺陷波的波形及波幅因缺陷的几何形状不同而发生变化，可根据缺陷波波形特性来评判缺陷性质。
对于大厚度的大型铸件，超声检测则是很有效的，可以比较精确地测出内部缺陷的位置、当量大小和分布的情况。铸件内部组织粗大、致密性差，致使超声波的衰减大、穿透性差。超声波在粗大的晶粒界面上会产生杂乱的晶界反射，使声能衰减严重，检测频率越高衰减越大，由晶界反射产生的杂波干扰越严重，因此，在铸件检测时，一般选用较低的超声波频率。经过表面加工的铸件可用机油作偶合剂采用直接接触法进行超声检测，表面粗糙的铸件可采用水浸法。对不同类型和材质的铸件进行检测时，除内部质量好的铸件可采用反射法外，一般采用底波衰减法，根据底波衰减的程度来评价铸件质量。
3.实验分析
对铸件进行超声检测时，一般要对声速、声阻抗和材质衰减系数等声学参数进行测定，以便于选择K 值、频率、晶片尺寸等探头参数。但同种材料不同工件的声学特性参数都有细微的差别。因此，下面就其声速和声阻抗进行了测量。
3.1大型铸钢件声速的测量
声速的测量有很多方法，如共振法、示波器法和用测速仪直接测试等。本文采用PXUT-27型数字探伤仪对工件进行示波器法声速测量。
测试原理为：
3.2大型铸钢件试样检测
影响探头检测效果的因数很多，检测效果是否达到最佳状态需要经过实际测试才能获取，所以检测时采用不同频率的探头分别调节一下灵敏度以选择适当的频率参数。
3.2.1 频率的选择
对铸件检测来说探头频率的选择是最为重要的工作之一，检测频率一般为0.5～5MHz。厚度较大的可在此范围内选择较低一点的频率，厚度较小或经过晶粒细化处理的工件可在此范围内选择较高一点的频率。
按照 3.1 节中测量的声速我们可以算出超声波在不同频率下在工件中的波长。当？=1.25MHz 时，λ=4.76mm；当？=2.5MHz 时，λ=2.38mm；当？=5.0MHz 时，λ=1.19mm。利用 PXUT-27 型数字机在不同的频率对探伤灵敏度进行了调节。调节灵敏度是先按照工件两平行面的底波来调整，再按照φ2当量的平底孔进行修正。
3.2.2 探头选择和扫查方式
对于外径和厚度较大的管类铸件其受力部位一般都在管的内表面，如果管的外壁较为光滑耦合较好，则除了在两端面用直探头扫查外还要从管外用直探头和斜探头径向扫查，斜探头要正反两个方向扫查，以便发现不同取向的缺陷。但是大型铸件的外表面一般很粗糙，模砂和坑凹很多探头难以耦合，遇到这种情况可以从内表面径向探测。但是一般的直探头有一定的盲区和始波占宽，很难保证内近表面缺陷的检测，如此可选择双晶直探头从内表面进行扫查。
双晶探头尺寸参数的也很重要，主要是根据工件的形状和尺寸来选择。对于曲率半径大或厚度较大的工件可选择较大的晶片尺寸；对于曲率半径较小的工件则要选择小尺寸的晶片，如果选的过大则耦合不好。
用两种不同的双晶探头，一种晶片为 1-3 压电复合材料）对工件的离内表面不同深度的φ3 长横孔进行了扫查。
普通的 PZT 双晶探头对 5mm 深的孔也难以分辨，而1-3 压电复合材料双晶探头对深度为 5mm 的孔能很好的分辨出来且波形很尖锐。这是因为 1-3 压电复合材料晶片有高阻尼、低机械 Q 值等优良特性，使回波的波形尖锐而且可以很好的抑制杂波。
4.结论
本文采用底波衰减法研究大铸件超声波探伤，得出以下结论：
（1） 测试出大型筒类铸钢件的声速为5955m/s，材质衰减系数为0.071dB/mm。
（2） 说明了探测大型铸钢件时选择探头频率的原则，在大致确定频率范围的情况下，要根据灵敏度的要求从低频到高频逐个选择探头进行调节，以确保在灵敏度满足要求的条件下尽量选择频率较低的探头进行检测。灵敏度的调节一般是根据被检工件的两平行底面的底面波来调节，以保证材质的同一性。探头晶片的尺寸要根据工件的大小和形状来选择，主要是要满足能量和耦合的要求。
（3） 针对文中所涉及的筒类铸件，介绍了探头和扫查方式的选择原则。除了平行端面要用直探头双面扫查外，当外表面光滑时从外表面用直探头和斜探头扫查，当外表面粗糙时从内表面用双晶探头扫查。
（4） 使用1-3压电复合材料晶片可以有效地抑制草状回波而且可以锐化波形。
【关键词】超声检测；焊缝；应用
Ultrasonic Detection in Welds
ZHU Xue-geng
（Academy of Armored Force Engineering， Beijing 100072， China）
【Abstract】As long as the existence of internal defects in the weld porosity， slag， cracks and other defects for these internal paper introduces the common method in which ultrasonic testing applications， and analysis of the conventional ultrasonic testing， phased array ultrasonic testing， TOFD detects three detection method in practical applications require attention.
【Key words】Ultrasonic testing； Weld； Application
在实际工程中，焊缝随处可见，焊接技术的存在使工件之间紧密的结合在一起，其强度、硬度能够满足在工程中实际需要，带来了极大的经济效益，然而在焊接的过程中由于环境、人为操作等原因，会在焊缝内存在气孔、夹渣、裂纹等内部缺陷[1]，常用的五大常规无损检测方法中，针对工件内部缺陷检测的主要是射线检测与超声检测，然而射线检测本身具有一定的辐射效应[2]，且其检测成本比较的高，对检测人员素质要求也较高，因此在实际中射线检测在现场检测中的应用还比较的少，结合实际情况以及检测环境的限制等因素，大部分企业首选的检测方法还是超声检测方法[3]，超声检测具有检测方便快捷、检测设备及成本经济性比较好，本文主要针对几种常用的超声检测方法在焊缝中的应用进行归纳综述。
1 常规超声检测在焊缝中的应用
常规超声检测主要是接收脉冲反射波，从而对声波信号进行分析识别，进而对工件的质量进行评价的一种方法，该方法对设备及检测人员的要求比较低，但是在缺陷信号分析识别时对人们的经验要求比较的高，目前利用常规超声检测方法在对焊缝进行检测的过程中主要是采用“光栅式”扫查技术，具体来说包括两个方向：1）沿着焊接方向，在检测过程中超声探头沿着固定的方向（一般指焊缝长度方向）移动。2）在垂直于焊缝的方向，探头沿着x方向（一般指管道的周向方向），来回移动。只有这样才能保证焊缝不被漏检，然而这种检测方法比较的费时，效率比较低，在对某电站设备的管道焊缝进行完全检测时，所需时间基本在10小时以上，有时甚至更多。因此必须寻找一种新的快捷、高效的检测方法代替常规超声检测方法才具有更大的意义。
2 相控阵超声检测在焊缝中的应用
20世纪末，随着电子技术的飞快发展，相控阵超声检测技术[4]引入我国，并很快的成为研究热门，迅速的应用在工程中。相控阵超声检测以其高效、高精度，并能够对缺陷成像的特点广泛的应用在实际检测中，其改变了传统超声检测中的“光栅式”检测，其检测过程比较简单，只需沿着焊缝长度的延伸方向来回移动一次探头即可，此方法大大提高了超声检测技术在实际工程中的利用。在利用相控阵超声检测的过程中需要注意几点问题，首先，相控阵检测使用的纵波进行检测，纵波具有一定的偏转角度，当被检测件所需声束偏转角度较大的时候显然利用纵波是无法满足的，此时需要设计具有一定角度的斜楔块使声束能够满足检测要求，在利用相控阵超声检测方法对焊缝进行检测时，对于管道环焊缝来说其楔块的设计不但要满足和管道的较好的耦合，还要满足声束的偏转，这样才能保证良好的检测效果；对于平板的焊缝检测，设计的楔块接触面为平面即可，只要单纯的满足声束的偏转角度即可。其次，对于相控阵超声检测来说其检测设备的选择也很重要，一般来说这类设备的成本较高，一般达到数十万，这对于一般的研究工作者来说是一笔较大的费用，因此这个问题必须要考虑，为了解决这一问题，相关的制造企业也在降低制造成本，为了使其更加广泛的应用在工程中，企业开发了便携式检测仪器，这类设备携带方便，更利于实际中的检测。最后，相控阵超声检测能够实现缺陷的成像，因此，其后期的数据采集，图像分析也是非常的重要的，这就对检测人员提出了很大的要求。
3 超声TOFD法在焊缝检测中的应用
近年来，针对焊缝的检测问题，超声TOFD[5]的应用也越来越广，该方法可以看成是常规相控阵检测方法的一个演变，其检测过程是在焊缝的两侧对称的放置两个探头，在显示的结果中会有缺陷的上端信号和下端信号，以及端面信号和底面信号，这是TOFD检测方法的特点，根据这一特点可以清楚的判断缺陷的有无，除此之外根据缺陷信号之间的传播时间差可以对缺陷进行定量分析，这比一般的相控阵超声检测更具有优势，在利用该方法进行实际操作的时候应该注意一下几个问题：首先，参数的选择。在检测过程中两个探头的功能为，一个发射声波一个接收声波，因此两个探头的中心频率应该保持一致，其相互间的误差不能超过±20%，不同的检测厚度对探头的频率要求也不一样，对于TOFD检测方法来说，检测厚度在10mm以内，探头的频率大概在10～15MHz之间，检测厚度在10～30mm以内时，频率要求在5～10mm以内，检测厚度在30～70mm时，探头频率要求在2～5mm以内。其次，探头间距如何确定。一般来说其间距的确定遵循以下原则：1）能够完全的覆盖检测区域；2）要能够获得足够的缺陷端面衍射能量；3）要能够满足缺陷分辨率。所以，在检测时探头的间距一般控制在2t/3（t是工件的厚度）。最后，如何准确的对缺陷进行定量。TOFD检测方法能够较好的完成对缺陷的定量，这也是该方法的一个优势，因此在实际中应该最大化的扩大该优势，在这个过程中主要是对缺陷的上端信号的下端信号之间的缺陷传播时间进行确定。
4 总结
文中主要是对超声检测方法在焊缝中的应用进行说明，从其检测原理，检测过程中应该遵循的原则和主要问题进行了说明，为以后焊缝检测过程中方法的选择提供一些参考。
【参考文献】
[1]郭世敬，张家坤，化三兵.液压缸焊接气孔及夹渣缺陷的防止与改进[J].金属加工：热加工，2015（8）：43-44.
[2]陈亮.同步辐射软X射线辐射效应研究[D].中国科学技术大学，2010.
[3]杨奕，陈以方，洪玉萍，等.合成绝缘子的超声检测方法[J].无损检测，2003，25（7）：337-339.
关键词 眼科检查 超声造影 彩色多普勒超声
眼科超声检测技术，具有检测准确、患者无痛苦、方便快捷的特点。其原理主要是通过声波的反射，形成一定的图像，以反映眼部结构生理或者病例上的变化。随着科技的进步，眼科超声仪器也得到了长足的发展，现在已经广泛应用于临床的A型超声、B型超声、多普勒彩超以及超声生物显微镜，在临床实践中发挥着其独特的作用。
A型超声
1956年，美国眼科医生Mundt和Hughes首次将A超用于眼部疾病的诊断，它根据不同界面的回声以波峰形式显示，根据超声波在不同组织中的声速，获得相关组织的生物参数。A超对角膜厚度的测量精度达0.001mm，在临床上可以用于一点或多位点的测量，还可以围绕中心点，呈同心圆状测量［1］。目前，A型超声多用于与眼轴长度有关疾病的测量，对近视和远视患者的诊断有一定的帮助。
此外，A超还用于一些眼部疾病的辅助治疗。张采华等［2］对120例成熟期白内障患者和4级核白内障在手术前进行A超的测量，计算晶体厚度平均值，手术均顺利完成分核，并完成整个乳化过程，术后患者视力明显提高。
A型超声存在一些缺陷，在检查前被测眼的表面要进行麻醉，这让很多患者不愿意通过此项方式检查。此外，探头和患者的角膜直接接触，存在疾病传染的隐患，另外对医生的技术水平有一定要求，操作时对角膜的压力不同可导致不同的检测结果。
B型超声
B型超声是通过扇形或线阵扫描，将组织的界面回声转成不同亮度的回声光点，以反映组织结构的变化。在眼科疾病中，由于眼球及内容物对B超有较好的透声性质，多采用B超对眼病进行诊断治疗。在临床B超检查时，患者需闭眼，仰卧在病床上，眼睑涂上专用的螯合剂，B超探头即可对眼睛进行纵横面的全面检查，确定病灶部位并可以测量其长度，打印机随即可以将图像打印出来。B超可以广泛应用于晶状体浑浊、玻璃体浑浊、视网膜脱离、眼内异物等疾病的诊断治疗［3］。B超因为用游标测量距离，重复性较差，需多次测量。
超声生物显微镜
超声生物显微镜是20世纪90年展起来的新型眼科检查工具，该仪器由高频率换能器和B超声仪器结合而成，基本原理与普通的B超仪相同，由于具有高频率的分辨力，可获得与光学显微镜的分辨率相当的图像，在无创伤的条件下可获得清晰的二维图像［4］。在进行超声生物镜检查时，检查需采取仰卧位，眼睑上安装一眼杯，杯子里放入蒸馏水即可。将探头深入蒸馏水中进行检查成像。由于探头在水浴中进行扫描，不会对眼前段产生任何的干扰，如房角就是在自然状态下的形态，除此之外，还可以观察到房后部位及前房角的解剖结构，晶状体和虹膜等结构及相互关系，可以轻松获得任意子午线的眼前段结构的图像，更全面地了解眼部的生理和病理状态，也有助于疾病的进一步诊断。目前，该方法广泛应用于眼底、青光眼、白内障、眼外伤等眼部疾病的各个领域。
多普勒彩超
彩色多普勒超声可以直接观察眼眶及眼球壁血流的动态，确定动脉、静脉以及及动静脉交叉的混合血流,有助于观察眼部细胞的内环境变化，确定肿瘤的发病部位［5］。该方法较一般的超声检查更简便直观，患者痛苦较小，目标明确。现在已成为眼科的常规检查手段之一。但是在操作时需要注意探头的方向和角度，减少超声波发射功率对血流动力学信号显示的影响，每条血管需要重复测量，至少连续测量3次。
总 结
A型超声、B型超声、超声生物显微镜和多普勒彩超，已经作为临床眼科重要的检测手段，应用于一线，超声检测具有安全、快捷、患者耐受性好的特点，使其得到了广泛的关注。随着这些技术应用信息的反馈以及仪器的研究与改进，超声诊断在眼科的检测领域内的应用会日益广泛，也会为临床治疗提供更多准确的诊断信息。
参考文献
1 史桂桃,艾育德.超声检查在眼科的临床应用［J］.内蒙古医学杂志,2006,38（12）:1168-1171.
2 张采华,张清秀,陈映梅.眼科A超在白内障超声乳化术中的应用［J］.福建医药杂志,2009,31（3）:117-118.
3 周燕.B超在眼科疾病诊断中的应用［J］.中国超声诊断杂志,2001,2（7）:27-28.
【关键词】超声检测；高职教育；教学研究
超声波检测是应用最广泛的无损检测方法之一。超声波检测是利用进入被检材料的超声波对材料表面或内部缺陷进行检测。利用超声波进行材料厚度的测量也是常规超声波检测的一个重要方面。此外，作为超声波检测技术的特殊应用，超声波还可用于材料内部组织和特性的表征以及应力的测量。它的意义的一般指超声波与工件作用，就反射、透射和衍射的波进行研究，对工件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征，并进而对其特定应用进行评价的技术。从上世纪30年明以来，由于超声检测具有安全高效，体积小，便携等特点，越来越被广泛应用于，工业，医疗等各行各业。
在高职学校开设超声检测的课程对于培养应用型操作人员有很大的优势，对于超声检测这种操作技能要求较高的行业，工作人员的培养应以实践操作为主，高职教育正好能满足这一要求。因此制定一个合理的课程规划来达到理想的目的是非常必要的。下面就超声检测这门课程在高职院校的开展进行讨论。
1、课程建设的指导思想和总体目标
在日常教学的制定中要遵循高职教育教学的规律与特点，始终坚持以“学生为主体，教师为主导”的原则，坚持以工学结合的方式开展教学，注重素质教育，注重技能教育，重视学生创新能力的培养和个性发展。让学生能学会处理各种特殊的工艺要求。通过课程建设，对传统的教学内容和方法进行改革，把超声检测新技术、新工艺、新标准恰当地引入课堂教学，使课程做到知识性与应用性的统一，使课程结构体系和教学内容得到进一步的优化。利用现代教育技术平台改革相应的教学方法和手段。
课程建设的目标是落实课程建设的措施，更加明确课程目标即培养能够进行超声检测操作的人员，遴选课程内容对理论性太强的部分加以弱化，优化课程结构，专注与实践教学，让学生多通过现场操作来学习了解这一行业。改进教学方法、丰富教学手段，加强教师队伍的建设，加强课程研究，开展技术推广、咨询和服务，建立课程资源库，改善实训条件，规范课程考核评价方式，进一步提高课程效果，加强课程管理，以保证群体教学水平稳步提高，使课程建设处于良性发展。
2、课程目标
根据学校办学定位和学生实际，明确本课程职业岗位指向和职业能力要求；高职学校的生源包括高中生，中职生，及以3+2方式培养的学生。明确了学生的实际情况就能明确课程知识目标、技能目标、态度目标，更加重视本课程在职业能力培养中所处的重要地位、作用和价值；主要目标应在加强学生学习能力、应用能力、协作能力和创新能力的培养。建设措施：（1）开展专业教育，让学生明确职业岗位指向和职业能力要求，让学生清楚地认识到专业课程在职业能力培养中所处的地位、作用和价值，激发学生学习兴趣。（2）课程知识模块应该有：超声检测物理基础、检测器材与设备、检测方法、检测工艺、超声检测应用、检测标准、课程设计、技能训练部分；技能目标是培养学生动手操作的能力，为行业培养初、中级无损检测技能型人才。学生学完本课程后，要求学生掌握超声检测相关理论知识，能独立完成超声检测工作。能与他人团结协作，具有一定的创新能力。毕业前取得锅炉压力容器无损检测人员UTⅠ、UTⅡ级资格证书（中专Ⅰ级、高职Ⅱ级）。毕业生经过一段时间的工作实践，向中、高级人员过渡。（3）教师在教案中交代每个知识模块学生应达到的知识目标、技能目标、态度目标，并在授课过程中明确告诉学生；教师应注重学生学习能力、应用能力、协作能力和创新能力的培养。
3、课程内容和课程结构
围绕为行业培养初、中级无损检测技能型人才的要求，遴选教学内容，适时吸纳新知识、新技术、新工艺、新标准，培养了学生良好的职业道德、严谨认真的工作作风、实事求是的科学态度，强化学生安全意识；形成模块化课程结构；实践性教学内容达到50%以上。建设措施：（1）按照无损检测人员资格证考试规则和企业、行业对无损检测人员的要求，安排教学内容。（2）要求教师加强学习，不断更新知识，适时吸纳新知识、新技术、新工艺、新标准，定期到企业作市场调研和挂职锻炼。（3）按照职业岗位和职业能力培养的要求，整合教学内容，构建以职业岗位作业流程为导向的教学模块，按岗位作业流程分小模块进行教学，形成模块化课程结构。（4）不拘束于某一个具体工件，而以多种规格、多种材质的工件作为研究对象，增加学生实训机会和实训内容，安排学生进企业实习，使实践性教学内容达到50%以上。（5）联系本地相关企业，利用企业的设备和技术人员对学生进行实践学习。让学生了解企业实际的工作生产情况，可能遇到的各种问题。（6）在与企业联系过程中，可以把优秀的学生推荐给企业，以此来与企业互利互惠，形成良好的合作关系。
4、课程教学方法与手段
课程教学方法坚持“教、学、做合一”的原则，采用现场教学、项目教学、讨论式教学、探究式教学等教学方法；高度重视实训、实习等实践性教学环节，以真实或仿真的任务为实习实训项目，将实习实训与项目结合起来，强调学生将所学知识和技能在实践中应用，积极引导学生自主学习；充分运用现代教育技术进行教学，充分利用网页资源，将课程教材、教师教案、教学大纲、检测标准、习题、实验实习指导、参考文献目录、授课录像、网络课件、在线测试等相关资料在网上公布，实现优质教学资源共享，方便学生在网络中自主学习。（1）制定教学过程规范，包括授课计划规范、理论备课规范、课堂教学规范、作业辅导规范、考试考核规范、教书育人规范，把提高群体教学质量落实到教学过程的每一个环节中。落实备课规范，提高课程授课计划质量。教师备课必须要钻研大纲，研究教材，掌握教学目的、要求和重点，研究和掌握教学方法。授课计划要体现教学目的、教学方法、教学思想。（2）建立优秀教案档案，促进群体教案水平提高。每学期每位教师提交一份优秀教案，课程组通过评定、交流后存档，逐步提高整体教案水平。（3）抓住课堂教学这个中心环节，争取最佳教学效果。课堂讲授必须执行课堂授课规范，做到内容熟练、概念准确、重点突出、结构合理、条例清楚、语言精炼、板书工整且布局合理，要充分调动学生积极性，启发学生思维，培养学生能力，要注意理论联系实际，加强教学的科学性和思想性。（4）建立学校老师与企业技术人员的技术交流来提高教学内容的质量，引入最新的理念，让学生一切从实践出发，真正做到精通。（5）以多种规格、多种材质的工件作为研究对象，以真实或仿真的任务为实习实训项目，将实习实训与项目结合起来，增加学生实训机会和实训内容。安排学生进企业实习，使实践性教学内容达到50%以上。强调学生在实践中应用中消化所学知识和技能，积极引导学生自主学习。（6）建立一体化专业教室，充分运用现代教育技术进行现场教学；引入相关的检测仪，配备完善的各种标准试块和对比试块，使教学内容丰满具体。
5、课程资源建设
课程资源建设要求拥有学校教师与现场专家一起开发的校本教材、实验实训指导书、教师教学指导书和学生学习指导书等，建成集纸质与电子、静态与动态的图书和网络资源于一体的立体化教学资源库。教学资源库包括课程标准、教学内容、实验实习实训、教学指导和学生学习效果评价方案等要素；校内实验实训室的设施设备技术含量高，有能完全满足课程教学需要的实验实训设施设备；建立真实或仿真的职业环境，有便于学生自主学习的实验实训室管理制度，管理规范；建立校外实践教学基地，与相关企业建立合作机制，校外实践基地成为课堂教学的有效延伸。
6、课程考核及措施
课程考核要求建立体现职业能力为核心的课程考核标准，建立分模块的课程考核评价方式，每个课程模块既考核学生所学的知识，也考核学生掌握的技能及学习态度，采用形成性评价与终结性评价相结合的考核方式。笔试、口试、操作、论文相结合，开卷、闭卷相结合，第一课堂考核与第二课堂考核相结合，校内老师评价与企业、社会评价相结合，学生自评、互评相结合的评价方式，各种评价有明确的比例分配。
具体的建设措施：（1）每学期至少要进行一次期中和期末考试。考试要严格要求，同一教学计划的班级，期末考试要统一命题，统一评分，统一阅卷。考试方式为：闭卷，记分方法为：平时成绩占30%（10%的作业，10%的课堂表现，10%的课堂测验），期中考试占20%，期末考试占50%，其中10%的课堂表现分数由老师评价、学生自评、互评三项各占1/3产生，加重平时学习权重，注重对学生学习过程的检查和对知识的掌握程度的考核；第一课堂考核成绩占70%，第二课堂考核成绩占30%；同时期末考试除理论考试外还有实践操作考试，根据无损检测人员资格证考试的要求，理论和实践考试都必须达到70分才认定及格。（2）建立超声检测试题库，条件成熟可以实行教考分离。（3）参加校级以上技能竞赛取得名次的给予加分。
7、课程效果
建设目标：学生学完本门课程后能掌握85%以上的知识点，完全掌握核心知识点；100%掌握课程中包涵的技能，在真实或仿真的环境中能完成检测工作；能理解本门课程在专业中的地位、作用和价值；学习目的明确，学习兴趣明显提高；理解本门课程所要求的职业素质，具有团队精神、协作精神，能够与人合作完成工作项目；学生在教师的指导下，能进行探究式、创新性学习。 建设措施：建立科学合理的教育教学质量评价体系，为学生提供优质教育服务；加强学生思想道德和职业道德教育；加强学风建设，努力提高教育教学质量；建立科学的学生学习评价体系。
8、结论
随着我国初会的不断进步，工业水平，制造能力的稳步提高，特别是我们国家制造行业在国际地位的不断提升，对制造业人才的需求与日俱增，尤其是工作一线的初、中级的优秀操作人才更是供不应求，超声检测技术在制造的生产中有着不可替代的作用，超声检测人员的市场需求不断增加，对人才的要求也在不断变化，于此相比，中、高职学校培养的的专业毕业生却非常少，现从事无损检测的人员大都是从其它岗位等转岗而来，因此，他们没有学习系统的无损检测课程，加之专业的特点和学生知识结构的原因，在校学生对本专业课程知识和内容非常的贫乏和陌生。传统的教学是“讲授+板书”方式，学生大都对课程不感兴趣，即使现在引进多媒体教学方式，学生也只能抽象的思考学，对实践中的情况一无所知。也就达不到理想的教学效果。最终的后果是，大部分的学生毕业进入岗位后连最常见的工作设备、零件不认识，最基本的工作步骤不会操作，达不到企业最起码的工作要求，因此，培养出适合企业需要的一线的优秀的无损检测专业操作人才就是当前这个专业的重点，通过课程规划的制定和实施，能够培养出合格的，生产企业要求的一线技术人员。
参考文献：
[1]刘福顺，汤明. 无损检测基础. 北京航空航天大学出版社 2002.
[2]应崇福.超声学. 北京科学出版社，1990.
【关键词】超声检测；船舶；超声相控阵；TOFD
随着现代科学技术的发展及中国造船业在世界船业界的崛起，造船工艺也在不断地进步。船体构件的连接，几乎全部采用了焊接，焊接接头的质量好坏，将直接影响到产品结构的安全性。无损检测技术在船舶工业中的应用越来越广泛，技术要求也越来越高，成为产品质量管理的重要手段。焊接质量的高低直接影响了船舶修造的质量与安全，作为现场检验人员来说，对船舶焊接的检验必须高度重视。通过无损检测技术，把焊接缺陷限制在一定的范围内，以确保船舶航行安全和水上人命财产安全。本文主要介绍在船舶焊缝无损检测中的超声检测的应用及其新发展。
1.焊缝主要缺陷形式及检验方法
焊接缺陷的种类较多，按其在焊缝中的位置不同，可分为外部缺陷和内部缺陷。常见的焊接内部缺陷有：气孔、夹渣、焊接裂纹、未熔合与未焊透等。根据产品的技术要求和有关规范的规定，焊接质量检验可采用无损检测和破坏检验两类。在船舶建造和检验中无损检测已经成为船厂船东和验船师保证船舶质和设备安全运行的重要手段。CCS《钢制海船入级规范》（2006）及《材料与焊接规范》（2006）对无损检验有大量涉及[1]。船舶无损检测的特点是：检测对象复杂（各部分焊接结构的载荷特性、应力状态、焊缝形式及等级多样），检测量大（一条万吨级船焊缝测量就在1万m以上）及检测条件差（90%以上检测在现场进行）[2]。
无损检验方法常见的有外观检查、密性试验和无损探伤等。无损探伤有射线检测、超声波检测、磁粉检测、渗透检测、涡流检测等方法。每种检测方法都有其各自的应用领域，超声波检测最主要针对焊缝内部缺陷的检测。
2.焊缝超声检测技术
声波频率在16Hz～20kHz为人的听觉范围；频率小于l6Hz的声波称为次声波；频率超过20kHz的声波称为超声波。超声波具有频率高、波长短、传播能量大、穿透力强、指向性好的特点。超声波在均匀介质中沿直线传播，遇到界面时发生反射和折射，并且可以在任何弹性介质 （固体、液体和气体）中传播。
超声波探伤是利用超声波在物体中的传播、反射和衰减等物理特性来发现缺陷的一种探伤方法。按其工作原理可分为脉冲反射法、穿透法和共振法超声波探伤等。船舶焊接检验常用脉冲反射法超声波探伤仪[2]。
脉冲反射波法是利用脉冲发生器发出的电脉冲激励探头晶体产生超声脉冲波。超声波以一定的速度向零件内部传播，遇到缺陷的波发生反射，得到缺陷波，其余的波则继续传播至零件底面后发生反射，得到底波。探头接收发射波、缺陷波和底波，放大后显示在荧光屏上。由发射波、缺陷波和底波在时间基线上的位置求出零件内缺陷的部位。依缺陷波的幅度判断缺陷的大小，具体方法有当及量法、定量法等。对于缺陷的性质则主要依缺陷波的形状和变化，结合零件的冶金、焊接或毛坯铸、锻工艺特点，以及参照缺陷图谱和探伤人员的经验来判断。
超声波探伤的特点：超声波探伤迅速，灵敏度高，可探测5～3000mm厚的金属或非金属材料的构件，设备简单，操作灵活、方便，探测范围广，对人体无害。但对零件表面粗糙度有一定要求，一般要求粗糙度等级高于Ra6.3um，表面清洁、光滑，与探头接触良好。由于零件表面一段距离内的缺陷波与初始波难于以分辨，难以探测缺陷，所以这段距离称为盲区。盲区的大小因超声波探伤仪不同而异，一般为5～7mm。超声波探伤中对缺陷种类和性质的识别较为困难，需借助一定的方法和技术[3]。
3.焊缝超声检测技术的新进展
超声相控阵技术是通过控制各个独立阵元的延时，可生成不同指向性的超声波波束，产生不同形式的声束效果，可以模拟各种斜聚焦探头的工作，并且可以电子扫描和动态聚焦，无需或少移动探头，检测速度快，探头放在一个位置就可以生成被检测物体的完整图像，实现了自动扫查，且可检测复杂形状的物体，克服了常规A型超声脉冲法的一些局限[4]。
与常规超声波检测设备比较，超声相控阵检测设备具有如下一些特点：
（1）检测速度快。
（2）使用灵活。
（3）检测可靠。
（4）功能强大。
（5）操作简便。
TOFD技术是超声波检测的一种新技术，其中文名称是超声波衍射时差法，TOFD是英文“Time Of Flight Diffraction”的缩写。TOFD技术具有快速高效、高精度、高可靠性的特点，并且能形成统一的质量标准，有利于保障产品发展和质量安全，因此被广泛地应用于锅炉、压力容器、管道等的焊缝检测中，近年来世界各先进国家都纷纷出台了TOFD的国家检测规范和标准。我国核电、压力容器等领域都对此开展了积极研究，2009年底，参照欧盟的标准，我国也颁布了相应的TOFD技术标准[5]。
TOFD技术的优越性主要体现在：
（1）一次扫查几乎能够覆盖整个焊缝区域（除上下表面盲区），可以实现非常高的检测速度；（2）可靠性要好，对于焊缝中部缺陷检出率很高；（3）能够发现各种类型的缺陷，对缺陷的走向不敏感；（4）可以识别向表面延伸的缺陷；（5）采用D-扫描成像，缺陷判读更加直观；（6）对缺陷垂直方向的定量和定位非常准确，精度误差小于1mm；（7）和脉冲反射法相结合时检测效果更好，覆盖率100%。
目前，我国已将超声相控阵和TOFD技术研发成果成功用在了在役船舶、在役海洋平台等大型钢结构和复合材料的检测中，成功解决了常规无损检测方法无法解决的技术难题，创造了巨大的经济和社会效益。
4.结论
目前在无损检测领域发展最快适用较广的技术是超声波自动检测，该技术可应用在船舶制造中焊接工艺的各个阶段，并且对人员无辐射危害，成本低、灵敏度高、时实显示、使用方便。随着超声技术的进步，目前超声相控阵和TOFD技术也在船舶焊缝无损检测中得到了应用。
参考文献
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[3]张燕宏，李志远.焊接结构件焊缝缺陷的无损检测技术研究.机电产品开发与创新，2003（2）：27-29.
[关键词]超声波无损检测混凝土构件缺陷
中图分类号:TU19文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1120125-04
一、引言
混凝土构件在制作或使用过程中,经常因为管理不善或受环境及自然灾害的影响,其内部可能出现不密实、裂缝或空洞区,其外部可能形成蜂窝麻面或损伤层等缺陷。这些缺陷的存在会严重影响构件的承载力和耐久性[1],采用有效方法查明混凝土缺陷的性质、位置及范围,以便进行技术处理,是工程建设中的一个重要内容。目前,在检测混凝土构件的缺陷方面,超声无损检测的应用比较广泛。其主要方法是:首先测出超声波在混凝土构件各段的传播速度,再比较所测速度值的差异,找出有突变的地方,进行分析,从而判断缺陷的形态、范围等;有时也结合超声波振幅的变化来考查缺陷状况,但目前使用还不广泛[2,3]。在实际应用中,超声波在混凝土构件中的传播速度受水泥用量、水灰比、混凝土龄期和养护方法、构件尺寸、钢筋分布、以及骨料品种、料径、含量等多种因素的影响;同时,测量振幅也不可避免地受到耦合状态、钢筋、水分等因素的干扰。如果用单一参数的变化来检测混凝土构件中的缺陷,势必存在很大的局限性,可能会影响判断的精度。
为了在混凝土构件超声无损检测中更准确地判断有无缺陷,以及缺陷的性质、位置、范围等,尽可能地消除因干扰因素的存在而引起的误判、漏判,应该对超声波通过混凝土构件缺陷部位后其运动学和动力学参数的变化作定量地分析、研究,为此,本文利用超声模型实验方法[4,5],观测超声波通过有裂缝的混凝土构件模型时其速度、振幅、频率、波形等多个参数的变化,分析和研究这些参数的变化规律及其物理机制,为超声无损检测中综合利用超声波多种参数确定混凝土构件缺陷提供重要的实验依据。
二、仪器和模型
实验所用的仪器是中国科学院武汉岩土力学研究所制造的RSM-SY5型智能声波检测仪,仪器配有该研究所智能仪器研究室开发的RSMSY5声波检测仪通用性操作软件,其工作平台为WINDOWS95及其以上版本,它能很好地实现仪器硬件系统各项性能,并可实时读取到时、声速、声幅、一发双收声速、主频、弹性模量、强度等参数,能快速进行频谱分析,实时显示加余弦窗的可细化功率谱。具有处理速度快、自动化程度好、测量精度较高的特点。
测试中所用的发射换能器和接收换能器的主频为150kHz,用凡士林作为耦合剂。
模型材料为混凝土,用水泥、沙子、碎石等原料按一定质量比配制而成,其中水泥为325#硅酸盐水泥,沙的粒径约为0.35-0.5mm,碎石的粒径约为5-20mm,水泥、沙子、碎石的质量比为:1:1.5:1.5。
制作了无钢筋和有钢筋两种模型,预制了典型的缺陷――裂缝,两种模型编号分别为1#和2#(见图1(a),(b))。
其中,1#模型密实度稍差,无钢筋骨架,有两道裂缝,裂缝贯穿模型横断面,间隙较小,裂缝两侧面混凝土有部分处于接触状态;2#模型密实度较好,有钢筋骨架,只有一道裂缝,裂缝间隙较大,约1.5cm,裂缝处仅钢筋相连,混凝土部分无任何接触。
两种模型类型不同,可用于模拟无钢筋混凝土和钢筋混凝土两种不同构件;而缺陷差异较大,便于通过对比得到定量的结论。
三、原理和方法
(一)原理
超声波在混凝土构件中传播时,其速度与混凝土的密实程度有直接关系,对于原材料、配合比、龄期等相同的混凝土构件来说,一般速度高则混凝土密实,反之则混凝土不密实。此外,当混凝土构件中存在空洞或裂缝时,便破坏了混凝土的整体性,此时,超声波只能绕过空洞或裂缝传播,致使传播距离增大,使测得的视速度降低。
其次,由于空气的波阻抗远小于混凝土的波阻抗,故混凝土构件中的蜂窝、空洞、裂缝等缺陷处便构成了强反射界面,当超声波在混凝土构件中传播时,遇到蜂窝、空洞、裂缝等缺陷时,极易在缺陷界面处发生反射或散射,使超声波能量衰减,且其中频率高的部分衰减更快,因此接收到的超声波振幅减小、频率降低。经缺陷界面传播的反射波或散射波与直达波之间存在一定的相位差,叠加后相互干扰,使接收到的超声波波形发生畸变[6]。
据此,可以利用超声波在混凝土构件中传播时运动学和动力学参数的测量值,对照正常混凝土构件中超声波各参数的标准测量值,进行比较与综合分析,并尽量消除各种已知干扰,有望较为准确地判断是否存在缺陷,并进而确定缺陷的性质、位置、范围等。
(二)方法
1.两种模型测线的布置均采用相对斜测法(见图2),即在模型的相对两个侧面上分别布置发射点和接收点,形成一组未过裂缝的测线与另一组通过裂缝的测线,测线与模型两侧面成一定角度斜交。1#模型的测线距离为13.24cm,2#模型的测线距离为14.28cm。
测线斜向布置能保证每一条测线(不论是否过裂缝)的测试条件基本一致,使测试结果具有重复性与可比性。
1#模型分别布置4条未过裂缝的测线与4条通过裂缝的测线,在每条测线上重复测试5次;2#模型分别布置5条未过裂缝的测线与5条通过裂缝的测线,同样在每条测线上重复测试5次。即每一组分别进行20-25次测试,最后取算术平均值作为该组的测试值。这样可以保证测试结果具有良好的重复性,同时能够减小测试中由于观测误差及耦合不良等因素造成的影响。
2.测试前首先测定仪器系统的走时校正值和振幅校正值。将发射换能器与接收换能器涂上耦合剂后对接,读取初至波走时为5μs,此时段即为系统的零时(走时校正值),测试中读取超声波走时须扣除此值。然后调整设置:采样点数为8192点,采样间隔为0.1μs,增益为100,在此条件下进行空接收,将波形进行多次加权叠加,在所采的整个波列上随机读取50个振幅值,取其平均值作为振幅的修正值,在本实验中所测振幅应加校正值0.114mv,即为振幅测试结果。
实验过程中,仪器的设置状态为:触发阈值:20mv,增益:100,采样点数:2048,采样间隔:0.4μs,脉宽:40μs。为便于识别初至波,在测试过程中,将波形进行多次加权叠加,并将采样时间延迟设为29.2μs。
3.由于该仪器自动进行频谱分析的数据长度不少于512个采样点,如果利用仪器对波列自动进行频谱分析,则所得到的频谱是多个震相叠加所形成的波形的频谱,不能表征单一震相的动力学特征,因此在实验中对所选震相采用人工读取振幅值和周期值的方式。上述测线布置方式接收到的初至波为直达P波,由于初至波的走时、振幅和周期测试较为精确,故本实验选取直达P波的运动学和动力学参数作为测试参数;且由于测线距离较短,直达S波紧跟直达P波之后,因此只读取直达P波的第一个振幅值和第一个周期值。
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直达P波的频率值由公式f=1/T求得(其中:T为周期,f为频率);速度值则由公式V=L/t求得(其中:L为距离,t为走时,V为速度)。
振幅本是一个无量纲的量,所用RSM-SY5型智能声波检测仪中以电压值mv表征振幅大小,因此本文涉及的振幅测试值也标以mv的量纲。
四、结果与分析
按上述测线布置方式及测试方法,对两种模型进行超声波透射测试,得到两种模型未过裂缝与通过裂缝后直达P波的速度、振幅、频率测试值。根据测试数据画出两种模型未过裂缝与通过裂缝的速度、振幅、频率测试曲线图(见图3、图4、图5)。此外还选取了超声波未过裂缝与通过裂缝的波形图(见图6、图7)。以下列出实验结果并做出相应分析。
(一)混凝土构件裂缝对超声波速度的影响
见表1、表2和图3。1#模型和2#模型有一个共同的现象,即未过裂缝的速度测试值对于平均值的偏差较小,约在±5%以内,而通过裂缝后的速度测试值对于平均值的偏差则较大,约为±15%-20%。这一现象表明,混凝土构件中的裂缝会引起超声波速度测试值的较大波动。从物理机制来看,可能是由于裂缝(缺陷)的不均匀导致了波通过不同测线时在裂缝界面处发生的反射或散射是不相同的,对初至波到时形成一定影响,从而造成相邻测线速度值的较大波动。这可以作为混凝土构件中是否存在裂缝(缺陷)的判据之一。
两种模型的速度测试数据还表现出一定的差异。1#模型中,未过裂缝的速度平均值为2692m/s,通过裂缝后的速度平均值为2224m/s,过缝后的速度值约为未过缝速度值的83%,相差不是太大;同时在某些测线上,过缝的速度值接近不过缝的速度值。这是由于该模型裂缝间隙较小,对于通过的波走时的影响较小,所引起的波速变化(降低)不很显著。
又因为裂缝两侧面混凝土有部分处于接触状态,通过此处的超声波走时几乎没有受到影响,故其速度值接近不过缝的速度值。结果表明:对混凝土构件缺陷的超声检测中,速度参数对微小裂隙不敏感。
2#模型中,未过裂缝的速度平均值为3670m/s,通过裂缝后的速度平均值为1999m/s,后者约为前者的54%,相差很大。这主要是由于该模型的裂缝较宽,约为1.5cm,而测线的斜向布置,使得测线段内的裂缝更宽,造成了波速明显降低。表明混凝土构件中的较大缺陷会引起超声波速度值的显著下降。
比较两种模型未过裂缝的速度测试值,可见2#模型是大大高于1#模型的,表明2#模型的混凝土比1#模型的混凝土更为致密[7]。
(二)混凝土构件裂缝对超声波振幅的影响
见表1、表2和图4。1#模型未过裂缝的振幅平均值为4.73mv,通过裂缝后的振幅平均值为0.08mv,过缝后振幅(能量)衰减非常大,仅为不过缝的振幅值的1.69%;2#模型未过裂缝的振幅平均值为2.71mv,通过裂缝后的振幅平均值为0.13mv,过缝后振幅(能量)衰减也非常大,仅为不过缝的振幅值的4.80%。从两种模型过缝与不过缝的观测数据可知,无论裂缝的宽度如何,超声波通过裂缝后能量均有很大的衰减,过缝后超声波的振幅值与未过缝的振幅值有非常明显的区别。总的来说,超声波的振幅参数对混凝土构件中的裂缝是比较敏感的,在保证耦合良好和测试条件基本一致时,振幅值可作为判断有无裂缝(缺陷)的重要参数。
由图可见,两种模型中未过裂缝的振幅测试值对于平均值的偏差约为±20%,而通过裂缝后的振幅测试值对于平均值的偏差约为±30%,均较大,估计这是由于每一次测试的耦合及测试条件的差异所导致的。实验中发现,耦合得稍差,接收到的超声波的振幅就明显减小,因此在测试振幅参数时保证耦合较好和测试条件基本一致是至关重要的。同时也提示了在测试振幅数据时,对同一点做多次测试的必要性。
前面对速度测试值的分析中谈到,2#模型的速度值大大高于1#模型,表明2#模型的混凝土比1#模型的混凝土更为致密。从理论上来说,当超声波经过介质时,介质越疏松,能量的衰减就越快,也就是说,两种模型未过裂缝的振幅值,应该是2#模型高于1#模型。然而实验结果恰恰相反,2#模型未过裂缝的振幅平均值为2.71mv,而1#模型未过裂缝的振幅平均值为4.73mv,前者仅为后者的57%,为了验证结果的可靠性,对这一部分进行了反复测试,证明了测试数据具有重复性。对这一现象,一种可能的解释是:在测线布置上,2#模型测线的偏斜角度更大一些,由于发射换能器的能量主要集中于轴向方向,测线的偏斜角度大会使得接收能量损失较大;而更主要的原因可能是两种混凝土构件差异较大,在这一个问题上不具有可比性,也许要有两件材质、尺寸完全一样,仅仅存在疏、密差异的试件进行对比试验,才能给出正确结论。这已经超出了本文的范围,故仅作上述讨论。
还有一个现象,前已列出:1#模型过缝后的振幅值降低为不过缝的1.69%;2#模型过缝后的振幅值降低为不过缝的4.80%。2#模型裂缝较宽,按理振幅值降低应该更大一些,实验结果却相反,分析认为,2#模型裂缝处有钢筋相连,超声波部分能量可通过钢筋传递,故其衰减稍小一些。
(三)混凝土构件裂缝对超声波频率的影响
见图5。1#模型未过裂缝的频率平均值为80.1kHz,通过裂缝后的频率平均值为52.1kHz,过缝后频率值为不过缝频率值的65%;2#模型未过裂缝的频率平均值为78.0kHz,通过裂缝后的频率平均值为60.8kHz,过缝后频率值为不过缝频率值的78%。说明通过裂缝后,超声波的频率值有所降低,这是符合波传播理论的。令人疑惑的是,2#模型裂缝较宽,然而与1#模型相比,频率值的降低却较少。这可能是因为2#模型裂缝处有钢筋相连,而1#模型裂缝处完全是空气间隙,因此2#模型过缝后频率值降低较少。
由图可见,1#模型中未过裂缝与通过裂缝的频率测试值对于平均值的偏差均约为±20%;2#模型中未过裂缝与通过裂缝的频率测试值对于平均值的偏差约为±12%-14%,均较大。估计一方面这是由于每一次测试条件的差异所导致;另一方面,测试周期时读取的是直达P波的第一个周期,有时在此时段内还有其它后续震相(如直达S波)存在,二者迭加致使波形发生畸变,可能会影响所读取周期的精度,致使频率测试值波动较大。
结果表明:超声波通过裂缝后频率值有所降低,但降低幅度不是很大,即频率参数用于检测混凝土构件裂缝(缺陷)的敏感度不高;尤其当测距较短时,续至波与初至波迭加在一起,会影响频率测试值的精度。因此在对混凝土构件缺陷进行超声检测时,频率参数只能作为一个参考因素,同时在检测时应保证测试条件基本一致,尽可能降低测试误差,才能提高结果的可信度。
(四)混凝土构件裂缝对超声波波形的影响
实验中,分别在未过裂缝和通过裂缝的测线上,以0.4μs的采样间隔、采集2048点绘制波形图,波形时段约820μs(见图6)。对两种波形进行对比和分析:
1#模型:未过裂缝时,可较准确地区分出直达P波(初至波)和直达S波(续至波);波列的振幅有明显衰减的趋势,400μs后波列振幅明显减小、周期显著增大;整段波形较规则、平滑。通过裂缝后,无明显的直达S波;整段波列上,有一个很大周期的基波,不同震相的波列叠加其上,波形很不规则。
2#模型:未过裂缝时,也可较准确地区分出直达P波(初至波)和直达S波(续至波);波列的振幅有明显衰减的趋势,300μs后波列振幅明显减小、周期显著增大;可看出整段波形同样较规则、平滑。通过裂缝后,无明显的直达S波;波列振幅无衰减趋势;整段波形很不规则,有许多拐点,似乎叠加了许多散射与多次反射震相。
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为观察更长时段波列的变化,分别在未过裂缝和通过裂缝的测线上,以0.4μs的采样间隔、采集8192点绘制波形图,波形时段约3280μs(见图7)。
由于波形密集,无法看清细节的差异,但总体的差异,却更明显了。由图可看出未过裂缝时,波列振幅明显衰减;通过裂缝后,1#模型有一个很大周期的波列(约为1000μs),
2#模型的波列振幅无明显衰减趋势。这与上述观测现象是一致的。
波形无法定量观测,但波形图的明显差异,能够提供检测中判断缺陷的重要信息。未过裂缝时,超声波经过均匀介质,震相较简单,波形较规则,波列振幅衰减较快。经过裂缝后,超声波在裂缝处会发生多次反射、散射、绕射等,众多震相叠加,使得波形极不规则;而缺陷的存在,则使得波列振幅衰减很慢;过缝后无明显的直达S波,是由于裂缝中存在空气,而S波无法在液态或气态介质中传播的原因;1#模型过缝后出现很大周期的波列,是用于判断缺陷的重要依据,2#模型过缝后并没有出现这样一个大周期波列,可能是因为裂缝处有钢筋相连的缘故。
五、结论与讨论
1.对混凝土构件进行超声无损检测时,超声波的振幅参数对混凝土构件中的裂缝是最为敏感的,本文实验得到,通过裂缝后振幅(能量)衰减极大,仅为未过裂缝振幅值的1.69%-4.80%。换能器与试件耦合不好对振幅值的影响较大,在测试振幅参数时保证耦合良好和一致是至关重要的。在耦合良好和测试条件基本一致时,振幅值的大幅衰减可作为判断混凝土构件存在裂缝(缺陷)的主要依据。
2.对混凝土构件的超声检测中,超声波的速度参数对微小裂隙是不敏感的;缺陷较大则会引起速度值的显著下降。本文实验中,当裂缝较宽时,通过裂缝后速度大幅下降,为未过裂缝速度值的54%。混凝土构件中的裂缝会引起超声波速度测试值的较大波动,达到±15%-20%,可作为混凝土构件存在裂缝(缺陷)的判据之一。
3.超声波通过裂缝后,频率值有所降低,但幅度不是很大,约为未过裂缝频率值的65%-78%,即频率参数用于检测混凝土构件裂缝(缺陷)不够敏感。当测距较短时,续至波与初至波迭加在一起,对频率值的测试精度影响较大。因此对混凝土构件缺陷进行超声检测时,频率变化只能作为一个参考因素;在检测时应保证测试条件基本一致,尽可能减小测试误差。
4.超声波通过裂缝与未过裂缝,波形存在明显差异。未过裂缝时,超声波经过均匀介质,震相较简单,波形较规则,波列振幅衰减较快。经过裂缝后,超声波在裂缝处发生多次反射、散射、绕射等,多个震相叠加造成波形不规则;缺陷的存在使得波列振幅衰减很慢;因裂缝中气态介质对S波的阻隔作用,波形中观察不到明显的直达S波;超声波通过裂缝后有时会出现很大周期的波列,可作为判断缺陷的重要依据。
5.混凝土构件有多种类型,其内部的缺陷也千差万别,在混凝土构件缺陷的超声无损检测中,全面考察超声波运动学和动力学各参数的变化,综合分析其对应的问题,才能够提高判断的准确性,避免误判和漏判。
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【关键词】颈动脉粥样硬化；脑梗死；彩色多普勒超声
【中图分类号】R743.3【文献标识码】A【文章编号】1004-5511（2012）06-0019-02
脑梗死是临床常见和多发的脑血管缺血性疾病，颈动脉粥样硬化是脑梗死的重要危险因素，它与脑梗死的发生发展密切相关。本文对100例脑梗死患者颈动脉进行彩色多普勒超声检查，旨在探讨彩色多普勒超声在预测及治疗脑梗死的意义。
1 资料与方法
1.1 一般资料 选择我院2008年1月至2010年6月住院的脑梗死患者100例，所有患者诊断均符合全国第四届脑血管会议制定的标准［1］，且均经CT或MRI证实为脑梗死患者，其中男65例，女35例，年龄41-79岁，平均60.3岁。对照组为同期住院的非脑梗死患者80例，其中男50例，女30例，年龄38-72岁，平均53.8岁。
1.2 仪器与方法 采用PHILIPS-HD15彩色多普勒超声诊断仪，探头频率10MHz。患者取仰卧位，充分暴露颈部，由颈根部沿长轴及短轴依次检查颈总动脉及其分叉处，颈内动脉及颈外动脉起始段，尽可能探查至颈部最高点，测量动脉内-中膜厚度及观察斑块大小、数量、部位、性质和质地等，①动脉壁的内-中膜厚度≤1.0mm为正常。②粥样硬化：IMT为1.0-1.5mm。③斑块：内-中膜不均匀性、不连续性增厚，IMT≥1.5mm，并且局部隆起，向管腔内突起，分为不稳定性斑块（软斑和溃疡斑）及稳定性斑块（扁平斑和硬斑）［2］，软斑为斑块突出于管腔，回声强弱不均，表面光滑连续；溃疡斑为斑块较大，基底较宽，顶部出现凹陷，边缘回声较低；扁平斑为局部轻微隆起，增厚，内膜光滑，呈均匀的低回声；硬斑为斑块呈强回声，高低不平，后伴声影。
2 结果
脑梗死组100例中，IMT为（1.26±0.17）mm，对照组80例中，IMT为（0.91±0.16）mm，脑梗死组IMT相比对照组显著增厚。脑梗死组检出颈动脉斑块79例，检出率79%，对照组检出颈动脉斑块28例，检出率35%，两组间有显著差异（P
3 讨论
近年来国内研究证实，颈动脉粥样硬化是引起脑梗死的重要原因之一，颈动脉硬化斑块的形成及脱落又是引起脑梗死发病的危险因素，其造成脑梗死的机理可能是：［1］、动脉内膜损伤或形成溃疡后，胆固醇沉积于内膜下层，引起血管壁脂肪透明变性，进一步纤维增生，动脉变薄、迂曲、血管厚薄不均，血小板以及纤维素等血中有形成分粘附、聚集、沉着，形成血栓，血栓逐渐扩大，最终将动脉完全阻塞，由于栓塞血管供血的局部脑组织因血管闭塞的快慢、部位及侧支循环所提供代偿的程度不同而产生不同范围、不同程度的梗死。［2］、动脉粥样硬化斑块的碎片脱落造成远端动脉闭塞，可成为脑梗死的病因，国内研究结果也支持这一观点［3］。在动脉粥样硬化的发生、发展过程中，内膜是最早受累的部位，表现为内-中膜增厚，继而形成斑块，斑块好发于颈总动脉分叉处，这与颈动脉解剖结构及血流动力学特点有关，此处血流态更易出现紊乱及涡流，流速减慢，使得血液中脂质等物质更易在此形成斑块。当管壁应力增大易造成富有脂质斑块破裂，暴露的脂质或胶原一旦激活血小板，便启动凝血系统，形成血栓或发生出血、溃疡、斑块脱落等，造成脑梗死的发生［4］。本组结果显示脑梗死患者的IMT厚度及斑块的检出率均高于对照组，说明颈动脉IMT增厚及斑块形成与脑梗死有明显的关系，这与国内外学者的研究［5-6］结果一致。近期研究认为［7］，脑梗死的发生不仅与斑块的形成有关，更重要的是与斑块的不稳定性类型密切相关，软斑的主要成分是脂质及巨噬细胞，其发展较快，在血流切应力下很容易破溃形成溃疡，溃疡表面血栓形成或斑块出血造成血管狭窄或闭塞，或发生栓子脱落形成栓塞。本组结果显示脑梗死组中不稳定性斑块（软斑及溃疡斑）检出率高于稳定性斑块，说明不稳定性斑块是发生脑梗死最重要的危险因素，可作为判断和预测脑梗死发生的危险标记，因此斑块的性质更能够反映出脑血管病变是否处于高危状态，对脑梗死的起因和发展有一定的预测作用，对预防性治疗有指导性作用。
综上所述，颈动脉粥样硬化与脑梗死的发生密切相关，颈动脉位置表浅，易于探测，超声对血管显示良好，相对于数字减影血管造影，多层面螺旋CT血管成像等，彩色多普勒超声具有实时、快捷、经济、无创、方便、重复性好、诊断价值显著等优点，它不仅能提供血管解剖学方面的信息，还能提供血流动力学方面的变化，不仅能对已发生脑梗死的患者提供可靠的诊断依据及选择最佳的治疗方案，而且对预后的估计也有参考价值，更对临床未发病的患者起到预报的作用，对降低脑梗死的发病率及死亡率有重要的意义。
参考文献
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［3］魏莉，潘光成，应荣斌，等.脑梗死与颈动脉粥样硬化及血脂等因素的关系［J］.临床神经病学杂志，2000，1395）：297-298.
［4］Suwanwela NC,Chutinetr A. Risk factors for atherosclerosis of cetvicocerebral arteries:intracranial versus extracranial ［J］.Neuroepidemiology,2003,22(1):37-40.
［5］白志勇，李敬府. 缺血性脑血管疾病中颈动脉粥样硬化发生率及其声像图特征. 中国医学影像技术, 2004，20912）：1869-1871.
