第1章緒論

高速度，高效率是現(xiàn)代工業(yè)的標(biāo)志，而這是建立在高質(zhì)量的基礎(chǔ)之上的。設(shè)計和工藝人員理應(yīng)了解：非均一的組織結(jié)構(gòu)，隨機(jī)出現(xiàn)的微觀、宏觀缺陷，常?？梢杂袝r甚至是只能依靠無損檢測技術(shù)的運用方可予以發(fā)現(xiàn)、評價。當(dāng)然，這與數(shù)十年來多方的重視和廣大從業(yè)人員的艱辛努力，使無損檢測技術(shù)在這方面已具有一定的能力有關(guān)?，F(xiàn)在，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，無損檢測在產(chǎn)品的設(shè)計研制，使用部門已被卓有成效的運用，1981年美國前總統(tǒng)里根在給美國無損檢測學(xué)會成立40周年大會的賀信中就說過：“你們能夠給飛機(jī)、空間飛行器、發(fā)電廠、船舶、汽車和建筑物等帶來更大程度的可靠性。沒有無損檢測，我們就不可能享有目前在這些領(lǐng)域和其他領(lǐng)域的領(lǐng)先地位?！睙o損檢測正在以迅猛之勢向縱深發(fā)展，客觀的需要畢竟是一種專業(yè)可以發(fā)展的最大動力。超聲技術(shù)就是一項典型的無損檢測技術(shù)。利用超聲波測量已知基準(zhǔn)位置和目標(biāo)物體表面之間距離的方法，稱為超聲波測距?？上攵膽?yīng)用，必將在未來展現(xiàn)出奪目的光輝。

1.1課題背景

利用超聲波作為定位技術(shù)是蝙蝠等一些無目視能力的生物作為防御及捕捉獵物生存的手段，也就是生物體發(fā)射不被人們聽到的超聲波(20kHZ以上的機(jī)械波)，借助空氣媒質(zhì)傳播由被待捕捉的獵物或障礙物反射回來的時間間隔長短與被反射的超聲波的強(qiáng)弱判斷獵物或障礙物位置的方法，根據(jù)這一原理，人們提出了超聲波測距，它是一種傳統(tǒng)而實用的非接觸測量方法，和激光、渦流和無線電測距方法相比，具有不受外界光及電磁場等因素的影響的優(yōu)點，在比較惡劣的環(huán)境中也具有一定的適應(yīng)能力，且結(jié)構(gòu)簡單，成本低，因此在工業(yè)控制、建筑測量、機(jī)器人定位方面得到了廣泛的應(yīng)用。但由于超聲波傳播聲時難于精確捕捉，溫度對聲速的影響等原因，使得超聲波測距的精度受到了很大的影響，限制了超聲測距系統(tǒng)在測量精度要求更高的場合下的應(yīng)用。距離是在不同的場合和控制中需要檢測的一個參數(shù)，測距成為數(shù)據(jù)采集中要解決的一個問題。而由于超聲波的速度相對光速小的多，其傳播時間比較容易檢測，并且易于定向發(fā)射，方向性好，強(qiáng)度好控制，因而人類采用仿真技能利用超聲波測距。超聲波測距是一種利用超聲波特性、電子技術(shù)、光電開關(guān)相結(jié)合來實現(xiàn)非接觸式距離測量的方法。因為它是非接觸式的，所以它就能夠在某些特定場合或環(huán)境比較惡劣的情況下使用。比如要測量有毒或有腐蝕性化學(xué)物質(zhì)的液面高度或高速公路上快速行駛汽車之間的距離。

我國超聲波檢測技術(shù)是從無到有，從低級階段逐漸發(fā)展到應(yīng)用普及的現(xiàn)階段水平。超聲波檢測儀器的研制生產(chǎn)，也大致按此規(guī)律發(fā)展變化。

五十年代，我國開始從國外引進(jìn)超聲波儀器，多是笨重的電子管式儀器。如英國的UCT-2超聲波檢測儀，重達(dá)24kg，各單位積極開展試驗研究工作，在一些工程檢測中取得了較好的效果。

摘要：超聲波計量技術(shù)越來越被燃?xì)夤竞腿細(xì)庥脩粽J(rèn)可，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于大管徑、大流量的管道燃?xì)獾挠嬃?，但在家用和工商業(yè)天然計量場景尚未大面積規(guī)模應(yīng)用。隨著超聲波計量技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展與結(jié)合，為計量公平和安全用氣提供了技術(shù)支撐。本文闡述了超聲波的計量技術(shù)的發(fā)展歷程、超聲波計量基本原理、超聲波計量產(chǎn)品的特點與優(yōu)勢、產(chǎn)品的試掛方案及試掛總結(jié)、不同角度分析超聲波計量技術(shù)應(yīng)用的思考。

關(guān)鍵詞：超聲波計量；超聲波燃?xì)獗?；通信技術(shù)

1概述

在國外，利用超聲波對流體計量的研究已有數(shù)十年的歷史。1931年，德國科研人員取得關(guān)于利用聲波測量管道流體流量的專利成為超聲波流體計量最早的參考文獻(xiàn)，但測得的時間精度無法達(dá)到計量需要；50年代初，美國科研人員通過多次循環(huán)測量方案將時差擴(kuò)大，用于燃油流量測量，標(biāo)志著超聲波計量技術(shù)由理論研究階段進(jìn)入應(yīng)用階段，但方案太復(fù)雜而未能規(guī)?；瘧?yīng)用。進(jìn)入70年代，隨著集成電路技術(shù)的快速發(fā)展，出現(xiàn)了頻差法超聲波流量計，但主要測量大管徑、大流量不適用于小管徑、小流量測量。同期，前蘇聯(lián)科研人員發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)流體流動有層流和紊流狀態(tài)，并給出了層流狀態(tài)下的理論計算公式，為超聲波流量計量進(jìn)一步提高測量精度提供了理論依據(jù)。至此，超聲波流量計量的研究和應(yīng)用才快速發(fā)展起來。到上世紀(jì)90年代，電子技術(shù)的快速發(fā)展，新材料、新工藝的不斷涌現(xiàn)，促進(jìn)超聲波流量計量的應(yīng)用范圍獲得擴(kuò)展，測量精度顯著提升。超聲波流量計應(yīng)用領(lǐng)域由早期的液體流量計量，擴(kuò)展到氣體流量測量。隨著天然氣工業(yè)的快速發(fā)展和應(yīng)用范圍的迅速擴(kuò)大，更加促進(jìn)了超聲波氣體計量的應(yīng)用。超聲波燃?xì)獗碓跉W洲和日本已經(jīng)開始進(jìn)入民用市場，對于擁有年使用量近3000萬臺燃?xì)獗淼闹袊袌鰜碚f，目前部分燃?xì)夤疽呀?jīng)有規(guī)模使用，并獲得相應(yīng)的試用和使用經(jīng)驗，遠(yuǎn)期看超聲波燃?xì)獗淼膽?yīng)用未來可期，必將會給燃?xì)夤镜漠a(chǎn)品選型和應(yīng)用帶來一個新的挑戰(zhàn)和發(fā)展機(jī)遇。20年前，智能IC卡燃?xì)獗淼耐瞥霾秽词侨細(xì)庥嬃考笆召M方面的一次革命，智能IC卡燃?xì)獗硪环矫娼鉀Q了燃?xì)夤境黼y、收費難的問題，使燃?xì)夤灸軌蚣皶r回籠資金，極大地節(jié)省了抄表方面的人力、物力；另一方面使用戶能夠自主購氣，避免抄表人員入戶。十年前，無線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗淼耐瞥鰧θ細(xì)夤镜墓芾硖嵘兄薮蟮耐苿幼饔茫环矫娼鉀Q了無法見表帶來的表具運行狀態(tài)的監(jiān)控；另一方面方便對表具的供氣的戶外關(guān)閥，解決了供氣控制、提高使用的安全性。隨著科技的進(jìn)步傳統(tǒng)的IC卡燃?xì)獗?、無線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗淼囊恍┍锥艘仓饾u顯現(xiàn)出來：各燃?xì)馄髽I(yè)存在不少用氣設(shè)備達(dá)不到計量表最小流量（俗稱“大馬拉小車”）或超出流量計最大計量（俗稱“小馬拉大車”）的情況，造成燃?xì)獗聿挥嬃炕蛴嬃坎粶?zhǔn)確的現(xiàn)象。燃?xì)夤緸榱肆私庥脩粲脷庑畔?，會依?jù)原有的智能控制部分和現(xiàn)有的無線通信技術(shù)會選擇適合自己的無線通信方式，如選擇NB-iot、4G、LORA、BLE等無線通信方式，傳輸表具的計量信息和運行信息。超聲波計量技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)品的成熟、穩(wěn)定與通信技術(shù)的蓬勃發(fā)展特別是NB-iot通信技術(shù)的在公用事業(yè)的廣泛應(yīng)用，會促進(jìn)計量技術(shù)和通信技術(shù)的快速融合，為燃?xì)夤窘?jīng)營管理需求提供相應(yīng)的產(chǎn)品。

2超聲波計量基本原理及特點

2.1基本原理

【摘要】目的為充分利用芹菜食物資源，避免資源的浪費，探討芹菜總黃酮的提取及鑒別方法。方法采用超聲波乙醇浸提法從芹菜中提取黃酮類物質(zhì)，對所提取的黃酮類物質(zhì)進(jìn)行驗證，并用分光光度法測定含量。結(jié)果測得樣品中總黃酮的含量C=0.2126mg/ml，回收率為100.3%，其純度和產(chǎn)率均較高。結(jié)論該方法采用全物理過程，無任何污染，是提取芹菜黃酮類物質(zhì)的有效途徑。

【關(guān)鍵詞】超聲波提取芹菜總黃酮鑒別

TheTotalFlavanoneofCeleryExtractionandtheIdentificationbyUltrasonicWave

Abstract：ObjectiveTomakeuseoftheresourcesofcelery，avoidwastingandapproachtheextractionoftotalflavanoneofcelery.MethodsTheflavonoidswereextractedbyethanolasthesolventfromcelerywithultrasonicwaveandethanolextraction.Usingspectrophotometrytoextractandchecktheflavanoneofcelery.ResultsThedensityofthetotalflavanoneofcelerywasC=0.2126mg/mlandtherateofrecoverywas100.3%.Theoutcomeandthepurityoftheflavanonewereallveryhigh.ConclusionThismethodisapurelyphysicalprocessandhasnotanypollution.Itisanidealwaytoextracttheflavanoneofcelery.

Keywords：Ultrasonicwavetreatment;Celery;Totalflavanone;Identification

芹菜ApiumgraveolensL．屬傘形花科一年生或二年生草本植物，異名藥芹、旱芹。芹菜味辛、甘，性涼，營養(yǎng)豐富。已有研究證實，芹菜含有豐富的黃酮類化合物、多不飽和脂肪酸、礦物元素、丁基苯酞類、萜類、香豆素衍生物、葉綠素、氨基酸與維生素、膳食纖維等［1］，其中，黃酮類化合物主要成分為水蓼素及7-甲基水蓼素,醫(yī)學(xué)證明，這2種黃酮類化合物是治療高血壓的有效成分［2］。在藥理上，芹菜還具有降壓、安神、降血糖、血脂、軟化血管、增強(qiáng)免疫力、增進(jìn)食欲和健胃等藥理作用［2］。還可作為神經(jīng)衰弱、小便熱澀不利、月經(jīng)不調(diào)等癥的食療。芹菜中含有大量膳食纖維素，經(jīng)常食用有促進(jìn)腸蠕動、防治便秘以及預(yù)防大腸癌等［3］。

1儀器與試劑

1.1儀器KQ5200DB型數(shù)控超聲波清洗器（超聲工作頻率40kHz,江蘇省昆山市超聲儀器有限公司）；UV-755B紫外可見分光光度計（上海分析儀器總廠）；ZF-I型三用紫外分析儀(上海顧村光電儀器廠)；SHB-III循環(huán)水式多用真空泵（鄭州長城科工貿(mào)有限公司）。

1.2試劑95%乙醇；亞硝酸鈉AR；硝酸鋁AR；氫氧化鈉AR；三氯化鋁AR；鹽酸AR；氨水AR；冰醋酸AR；醋酸乙酯AR；乙酸鎂AR；鎂粉AR；正丁醇AR；蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品（中國藥品生物制品檢定所）；新鮮香附（采于廣西百色市）。

2方法與結(jié)果

2.1總黃酮成分提取取新鮮香附，烘干，粉碎。稱取香附粉末約6g，加80ml95%乙醇，超聲波提取2.5h，抽濾。濾渣再加80ml95%乙醇，超聲波提取2.5h，抽濾，合并兩次濾液，減壓回收乙醇至濾液僅剩25ml左右為止，放置250ml容量瓶中，用60%乙醇稀釋至刻度，得樣品液。

2.2測定方法依據(jù)以蘆丁為對照品測定香附中總黃酮的含量，加入鋁離子試劑，同時控制適宜pH值，使黃酮化合物與鋁鹽形成絡(luò)合物，在可見光區(qū)能獲得穩(wěn)定的特征吸收峰。

概述:

目前利用超聲設(shè)備焊接各種塑件已相當(dāng)普及,產(chǎn)品包裝.切割.鉚埋.壓花.打孔.等行業(yè)是必不可缺的設(shè)備,于是各式各樣,各種功能的超聲焊接也應(yīng)運而生,應(yīng)用領(lǐng)域不同,使用方法和對設(shè)備要求大不相同.現(xiàn)時使用中消費者存在很大的區(qū).真對這些誤區(qū)加一說明!

1)焊接原理上理解誤區(qū)

有相當(dāng)一部分從事多年超聲焊接方面的人員.對超聲能量地傳遞有一種誤解,認(rèn)為是音波在接觸面進(jìn)行焊接,其實這是一種誤解,真正的焊接原理是:換能器把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械后,通過工件物質(zhì)分子進(jìn)行傳導(dǎo),聲波在固體中地傳導(dǎo)聲阻遠(yuǎn)小于在空氣中的聲阻,當(dāng)聲波通過工件接縫時,縫隙中的聲阻大,產(chǎn)生的熱能相當(dāng)就大.溫度首先達(dá)到工件的容點,再加上一定的壓力,使接縫熔接.而工件的其它部分由于熱阻小,溫度低不會熔接.其原理同電工學(xué)中的歐姆定律類似.

2)工件材料誤區(qū):

超聲焊接機(jī)對要焊接的工件材質(zhì)也是有要求的,不是所有材料都能焊接,有人理解為任何材料都可以焊接,這是一個很大的誤解.不同種材質(zhì)之間有的能更好地焊接,有的是基本能相熔,有的是不相熔的.同一材料之間熔點是相同的,從原理講是可以焊接的,但是當(dāng)要焊接的工件的熔點大于350℃時,就不在適合用超聲焊接了.因為超聲是瞬間使工件分子溶化,判斷依據(jù)是在3秒之內(nèi),不能良好熔接,就應(yīng)該選擇其它焊接工藝.如熱板焊接等.一般來講ABS料是最容易焊接,尼龍是最難熔接的.具體焊接材料選擇請參考附表:

摘要:橋梁樁基施工具有隱蔽性特征，樁基質(zhì)量問題很難及時發(fā)現(xiàn)并有效處理，而樁基質(zhì)量直接關(guān)系到樁基工程的成敗，必須加強(qiáng)橋梁混凝土灌注樁質(zhì)量檢測。文章以某橋梁工程為例，對超聲波無損檢測技術(shù)原理、技術(shù)應(yīng)用及檢測數(shù)據(jù)分析與缺陷評定進(jìn)行深入探討。

關(guān)鍵詞:超聲波檢測;橋梁工程;樁基檢測

1工程概況

某橋梁54－4樁基采用鉆孔灌注樁，設(shè)計樁徑2.0m，樁長75m，聲測管預(yù)埋3根，通過超聲波平測法進(jìn)行樁基灌注樁質(zhì)量無損檢測，測點布設(shè)間距0.80m。本橋梁工程工期緊，在樁身混凝土灌注后第5d即進(jìn)行超聲檢測，檢測結(jié)果表明，信號接收十分微弱，波形嚴(yán)重衰減，檢測結(jié)果受混凝土齡期影響較大。出于本工程工期緊以及超聲波檢測質(zhì)量要求的考慮，在樁身混凝土灌注10d后再次超聲檢測，信號接收強(qiáng)度及波形良好，樁基混凝土灌注質(zhì)量優(yōu)良。

2技術(shù)原理及檢測儀器設(shè)備

2.1技術(shù)原理。超聲波法在進(jìn)行橋梁樁基檢測的過程中，其超聲脈沖發(fā)射源向樁基混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)出高頻彈性脈沖波，再通過高精度接收系統(tǒng)進(jìn)行樁基混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)脈沖波傳播過程及波動特性的接收與記錄。由于樁基混凝土為多相非均質(zhì)結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)中聲波的傳播速度具有一定的規(guī)律性特征，若聲波傳播路徑中存在裂縫、密實度差異、孔洞、夾泥等缺陷，聲波必須繞過缺陷或通過傳播速度不同的介質(zhì)，其必將發(fā)生衰減，導(dǎo)致傳播時間改變，聲速降低，波幅縮減，波形畸變?；炷两Y(jié)構(gòu)內(nèi)所存在的破損或不連續(xù)必將形成波阻抗界面，當(dāng)脈沖波傳遞至該界面，將引發(fā)波透射和反射，影響并降低所接收到的透射波能量;混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)的孔洞、松散及蜂窩等缺陷將引發(fā)脈沖波的散射與繞射?？傊鶕?jù)脈沖波初始到達(dá)時間及波能量衰減特性、變動規(guī)律等特征，便能得到混凝土結(jié)構(gòu)密實度參數(shù)，判斷出樁基結(jié)構(gòu)內(nèi)混凝土缺陷的性質(zhì)、類型及位置。2.2檢測儀器設(shè)備。(1)超聲波儀及徑向振動換能器本橋梁樁基超聲波檢測采用ZBL－U520便攜式超聲儀，該超聲脈沖儀對于混凝土缺陷檢測、基樁完整性檢測、結(jié)合面質(zhì)量檢測、材料物理力學(xué)性能檢測等具有普遍適用性。本工程采用以縱波發(fā)射和接收為目的的振動換能器。(2)聲測管本工程在設(shè)計過程中必須將聲測管預(yù)埋方式及布設(shè)形式在圖紙中明確標(biāo)示，并根據(jù)樁橫截面布局及檢測控制面積嚴(yán)格控制聲測管埋置數(shù)量，保證檢測結(jié)果。

【摘要】目的為充分利用馬鞭草植物資源，避免資源的浪費，探討馬鞭草總黃酮的提取及鑒別方法。方法采用超聲波乙醇浸提法從馬鞭草中提取黃酮類物質(zhì)，對所提取的黃酮類物質(zhì)進(jìn)行驗證，并用分光光度法測定含量。結(jié)果測得樣品中總黃酮的含量C=0.2028mg/ml，回收率為101.4%，其純度和產(chǎn)率均較高。結(jié)論該方法采用全物理過程，無任何污染，是提取馬鞭草黃酮類物質(zhì)的有效途徑。

【關(guān)鍵詞】超聲波提取馬鞭草總黃酮鑒別

TheTotalFlavanoneofHerbaVerbenaeExtractionandtheIdentificationbyUltrasonicWave

Abstract：ObjectiveTomakeuseoftheresourcesofherbaverbenae,avoidwastingandapproachtheextractionoftotalflavanoneofherbaverbenae.MethodsTheflavonoidswereextractedbyethanolasthesolventfromHerbaVerbenaewithultrasonicwaveandethanolextraction.UsingspectrophotometrytoextractandchecktheflavanoneofHerbaVerbenae.ResultsThedensityofthetotalflavanoneofherbaverbenaewasC=0.2028mg/mlandtherateofrecoverywas101.4%.Ttheoutcomeandthepurityoftheflavanonewereallveryhigh.ConclusionThismethodisapurelyphysicalprocessandhasnotanypollution.ItisanidealwaytoextracttheflavanoneofHerbaVerbenae.

Keywords：Ultrasonicwavetreatment；Herbaverbenae；Totalflavanone；Identification

馬鞭草Herbaverbenae始載于《名醫(yī)別錄》，為馬鞭草科植物馬鞭草VerbenaoficinalisL．的全草，廣泛分布于我國中南、西南及山西、甘肅、新疆、江蘇和浙江等地［1］。馬鞭草性苦、辛，微寒，具有清熱解毒、活血通經(jīng)、利水消腫、截瘧的功效，用于感冒發(fā)熱、黃疸、痢疾、痛經(jīng)、水腫、瘧疾、跌打損傷等［1］。其主治癥瘕積聚、經(jīng)閉痛經(jīng)、瘧疾、喉痹、癰腫、水腫、熱淋等癥，可用于治療瘧疾、白喉、傳染性肝炎、流行性感冒、絲蟲病、咳嗽等［2］。馬鞭草亦可利尿，止血，促進(jìn)泌尿系統(tǒng)結(jié)石的排出，減少黏膜出血，緩解疼痛，配合其它常用利水通淋化石的中藥，臨床常獲良效［3］。除此之外，其外用可治療痔瘡、關(guān)節(jié)痛、跌打損傷、水疝等［4，5］。馬鞭草含有鞭草苷、5二氫馬鞭草苷、桃葉珊瑚苷、熊果酸、3α，24二羥基齊墩果酸、十六酸、β谷甾醇、羽扇豆醇、蒿黃素、β胡蘿卜素等化學(xué)成分［2］。由于其在臨床應(yīng)用中有明顯的療效，近年又發(fā)現(xiàn)有新的藥理活性，現(xiàn)代研究又發(fā)現(xiàn)馬鞭草醇提取物具有抗生育、抗癌作用［1］。因此馬鞭草中的化學(xué)成分及藥效物質(zhì)引起了新的關(guān)注。馬鞭草由于臨床應(yīng)用無毒副作用，前景具有潛在優(yōu)勢，對其研究受到重視。

1)焊接原理上理解誤區(qū)

有相當(dāng)一部分從事多年超聲焊接方面的人員.對超聲能量地傳遞有一種誤解,認(rèn)為是音波在接觸面進(jìn)行焊接,其實這是一種誤解,真正的焊接原理是:換能器把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械后,通過工件物質(zhì)分子進(jìn)行傳導(dǎo),聲波在固體中地傳導(dǎo)聲阻遠(yuǎn)小于在空氣中的聲阻,當(dāng)聲波通過工件接縫時,縫隙中的聲阻大,產(chǎn)生的熱能相當(dāng)就大.溫度首先達(dá)到工件的容點,再加上一定的壓力,使接縫熔接.而工件的其它部分由于熱阻小,溫度低不會熔接.其原理同電工學(xué)中的歐姆定律類似.

2)工件材料誤區(qū):

超聲焊接機(jī)對要焊接的工件材質(zhì)也是有要求的,不是所有材料都能焊接,有人理解為任何材料都可以焊接,這是一個很大的誤解.不同種材質(zhì)之間有的能更好地焊接,有的是基本能相熔,有的是不相熔的.同一材料之間熔點是相同的,從原理講是可以焊接的,但是當(dāng)要焊接的工件的熔點大于350℃時,就不在適合用超聲焊接了.因為超聲是瞬間使工件分子溶化,判斷依據(jù)是在3秒之內(nèi),不能良好熔接,就應(yīng)該選擇其它焊接工藝.如熱板焊接等.一般來講ABS料是最容易焊接,尼龍是最難熔接的.具體焊接材料選擇請參考附表:

焊接工件的工藝誤區(qū)

3)超聲能量是瞬間爆發(fā)地,熔接處應(yīng)成點或線條,以及傳遞的距離都要符合超聲焊接方式.有人認(rèn)為只要是塑料材料,無論怎樣接合面都可以良好地焊接,這也是一個錯誤認(rèn)識.當(dāng)瞬間能量產(chǎn)生時,接縫面積越大,能量分散越嚴(yán)重,焊接效果越差,甚至無法焊接.另外超聲波是縱向傳波的,能量損失同距離成正比,遠(yuǎn)距離焊接應(yīng)控制在6厘米以內(nèi).焊接線應(yīng)控制在30----80絲之間為宜,工件的臂厚不能低于2毫米,否則不能良好熔接,特別是要求氣密的產(chǎn)品.

摘要:壓接作為金屬類工件的一種連接方式，其壓接質(zhì)量的好壞會直接影響該類型工件的使用。該文總結(jié)現(xiàn)有檢測方法的不足，以鋼制棒材與鋁制套管的被壓接工件作為研究對象，分析被壓接工件的結(jié)構(gòu)及典型的壓接缺陷，提出基于超聲波的壓接質(zhì)量檢測方法。仿真分析超聲波的聲場分布，得到適用于壓接質(zhì)量檢測的探頭頻率。搭建壓接質(zhì)量超聲檢測試驗系統(tǒng)，并對試塊和被壓接工件進(jìn)行檢測。結(jié)果表明：超聲檢測技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對被壓接工件壓接質(zhì)量的檢測，徑向和軸向檢測準(zhǔn)確度達(dá)0.1mm，可滿足檢測要求，驗證該文提出方法的可行性和有效性。

關(guān)鍵詞:被壓接工件;壓接質(zhì)量;超聲檢測;仿真分析

壓接是用手動或自動的專用壓接工具對兩種金屬進(jìn)行機(jī)械壓緊而產(chǎn)生的連接，是讓金屬在規(guī)定的限度內(nèi)發(fā)生變形并將金屬連接到一起的一種技術(shù)。這種技術(shù)廣泛應(yīng)用于架空輸電線路的金具連接中，比如輸電線路中的錨固類金具及線束冷壓端子等都是通過壓接的方式進(jìn)行金屬連接的[1]。被壓接的工件在壓接過程中質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，會導(dǎo)致被壓接的兩個部分不能密實地連接到一起，容易發(fā)生脫落，從而影響工件的使用[2-3]。對于被壓接工件壓接質(zhì)量檢測方法主要有外表尺寸測量法和力學(xué)試驗檢測法。外表尺寸測量法是對壓接后的被壓接工件進(jìn)行尺寸測量來分析工件壓接的好壞，這種方法不能直接觀察到其內(nèi)部的壓接狀況。力學(xué)試驗檢測法是一種破壞性的檢測方法，通過對壓接后的工件進(jìn)行解剖，直接檢查其內(nèi)部的壓接狀況。此方法只是一種抽樣檢查，無法代表所有該類型被壓接工件的壓接質(zhì)量。針對被壓接工件的壓接質(zhì)量檢測問題，相關(guān)學(xué)者與單位展開了一系列研究。楊帆等[4]使用X射線對輸電線路中的錨固金具進(jìn)行檢測，通過X光片對壓接后的金具內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析；趙洲峰等[5]使用數(shù)字射線對已知壓接缺陷的錨固金具進(jìn)行檢測，得到了壓接缺陷的典型圖像；張鵬等[6]研制了適于現(xiàn)場地面的射線檢測裝置。當(dāng)前大部分的研究都是使用射線檢測，由于該方法能直接對工件內(nèi)部的壓接狀況進(jìn)行檢測，并且對工件沒有損壞，因此被用于進(jìn)行被壓接工件的壓接質(zhì)量檢測[7-8]。但是射線檢測設(shè)備屬于特種設(shè)備，設(shè)備笨重、價格昂貴且操作復(fù)雜，還會對檢測人員的身體健康造成危害[9]。射線檢測存在的問題導(dǎo)致需要尋找另外一種成熟的無損檢測方法對被壓接工件內(nèi)部的壓接質(zhì)量進(jìn)行檢測。目前，成熟的無損檢測方法主要包括射線檢測（RT）、超聲檢測（UT）、磁粉檢測（MT）、液體滲透檢測（PT）和渦流檢測（ET）5種，除去已經(jīng)被淘汰的射線檢測（RT），還剩下4種檢測方法。其中，磁粉檢測（MT）和液體滲透檢測（PT）都只適用于物體表面的檢測，無法對被壓接工件內(nèi)部進(jìn)行檢測，而渦流檢測（ET）是利用電磁感應(yīng)原理在物體內(nèi)部形成渦流來對工件進(jìn)行檢測，該方法無法判斷被檢測物體內(nèi)部的具體形狀。由于超聲波穿透能力強(qiáng)、靈敏度高，成像方式靈活，制造成本低[10]，廣泛運用于金屬材料的探傷檢測。本文提出使用超聲波對被壓接工件進(jìn)行無損檢測，并進(jìn)行檢測試驗。

1檢測對象的結(jié)構(gòu)

檢測對象為帶凹槽的棒材與管材的被壓接工件，該結(jié)構(gòu)為典型的被壓接工件結(jié)構(gòu)。棒材使用優(yōu)質(zhì)碳素鋼制成，上面有若干個環(huán)形凹槽，其數(shù)量和尺寸是已知的，管材是用鋁合金制成的中空套管。壓接時將鋁制套管套在鋼制棒材上，以壓力使金屬產(chǎn)生塑性變形，從而使鋁制套管與鋼制棒材結(jié)合為一個整體。其壓接區(qū)域的結(jié)構(gòu)如圖1所示。壓接的目的是使鋁制套管密實地嵌入到鋼制棒材的凹槽中。壓接前先標(biāo)定凹槽所在位置，劃印壓接標(biāo)記。使用壓接工具對鋁制套管與鋼制棒材的凹槽處進(jìn)行壓接，從而得到檢測使用的被壓接工件。

2壓接缺陷及檢測方法

摘要：介紹了超聲波測距傳感器的原理及特點，利用其測距精度高、不受環(huán)境、障礙物形狀及表面的影響，應(yīng)用在高速公路自動發(fā)卡機(jī)自動伸縮平臺的測距，并詳細(xì)介紹了該系統(tǒng)的組成、測距傳感器的數(shù)據(jù)時序圖和控制程序設(shè)計。

關(guān)鍵詞：超聲波測距；發(fā)卡機(jī)；自動伸縮平臺

高速公路運營單位為節(jié)省人力成本達(dá)到降本增效的目的，在收費站入口安裝自動發(fā)卡機(jī)代替人工發(fā)放通行卡的應(yīng)用越來越廣泛。自動發(fā)卡機(jī)在使用過程中的一些缺點也逐漸顯現(xiàn)，比如，由于司機(jī)操作不當(dāng)或發(fā)卡機(jī)安裝位置不當(dāng)?shù)仍颍?dāng)車輛完全停下后距發(fā)卡機(jī)距離較遠(yuǎn)，司機(jī)伸手無法順利取卡。為解決該問題，在自動發(fā)卡機(jī)上增加滑動平臺，利用超聲波測距功能檢測車輛離發(fā)卡機(jī)的距離，自動伸縮平移，縮短車輛與發(fā)卡機(jī)的距離，避免司機(jī)下車取卡，實現(xiàn)安全、方便、快捷取卡通行，節(jié)省取卡時間，增加通行效率。

1超聲波測距傳感器原理

物體振動時都會發(fā)出聲響。在物理學(xué)上，頻率的定義為物體每一秒振動的次數(shù)，單位為赫茲。超聲波是高于兩萬赫茲的聲波[1]。超聲波測距傳感器包括超聲波發(fā)射器和超聲波接收器，通過發(fā)射器向某一方向發(fā)射一定頻率的超聲波（頻率一般大于20 kHz），在發(fā)射超聲波的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播碰到障礙物立刻反射回來，超聲波接收器收到反射回來的超聲波后立即停止計時。超聲波測距傳感器就是利用超聲波在空氣中傳播，碰到障礙物往返時間，再乘以超聲波傳輸速度，即可求得距離障礙物的距離，原理示意圖如圖1所示。假定S為被測障礙物到測距儀的距離，超聲波往返時間為t，超聲波傳播速度為v，則被測距離S=vt/2。

2系統(tǒng)設(shè)計