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技術(shù)文章
超聲波檢測技術(shù)在硬度測量中的應(yīng)用
點擊次數(shù)：1514 發(fā)布時間：2013-1-9
超聲波檢測技術(shù)在硬度測量中的應(yīng)用
超聲波檢測技術(shù)
在非電量電測技術(shù)中，許多非電量可以通過電學(xué)方法加以測定，同樣，許多非聲量也可通過聲學(xué)方法來加以測定，這就是所謂超聲工業(yè)測量技術(shù)。非電量的電測主要是通過一些元件的電阻、電容或電感等量來進行的。
在超聲工業(yè)測量技術(shù)中，非聲量的測定也往往是通過某些媒質(zhì)聲學(xué)特性（主要是聲速、聲衰減和聲阻抗率等）的測量來進行的。超聲工業(yè)測量技術(shù)中應(yīng)用zui廣的是媒質(zhì)的聲速這一物理量。
*、媒質(zhì)的聲速與媒質(zhì)的許多特性有直接或間接的關(guān)系。有些關(guān)系非常簡單直接，已有的理論公式，例如，在測定聲速和密度后，就可求出媒質(zhì)的彈性模量。有些關(guān)系比較間接而且復(fù)雜，但在特定的條件下，仍可以建立一些半理論或純經(jīng)驗的關(guān)系式，例如，媒質(zhì)的成分，混合物的比例，溶液的濃度，聚合物的轉(zhuǎn)化率，某些液體產(chǎn)品的比重，某些材料的強度等等，都可與聲速建立一定的關(guān)系，利用這些關(guān)系，就熊通過測量聲速來測定這些媒質(zhì)的非聲特性。上述原則是聲速分析儀的基本原理。
第二，媒質(zhì)的聲速與媒質(zhì)所處的狀態(tài)也有相互關(guān)系。例如，媒質(zhì)的溫度、壓強和流速等狀態(tài)參量的變化都會引起相應(yīng)的聲速的變化。如聲學(xué)溫度計、超聲波風(fēng)速儀和超聲流量計就是用這一類關(guān)系來測量溫度或流量的。第三，其他應(yīng)用，例如在聲速c已經(jīng)測知的媒質(zhì)中，可以利用聲波傳播距離L和傳播時間t的關(guān)系L=ct，或利用波長λ和頻率f（或周期T）之間的關(guān)系c=fλ=λ/T，進行超聲測距的應(yīng)用。如超聲液位計和超聲測厚計就是這一方面的典型應(yīng)用技術(shù)。
硬度測試
所謂硬度，就是材料抵抗更硬物壓入其表面的能力。根據(jù)試驗方法和適應(yīng)范圍的不同，硬度單位可分為布氏硬度、維氏硬度、洛氏硬度、顯微維氏硬度等許多種，不同的單位有不同的測試方法，適用于不同特性的材料或場合。
由于硬度值在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，因此人們從很早就開始研究它，對于它的檢測方法和衡量方法也各式各樣。八十年代以前，人們基本上是通過用機械式的壓痕實驗法來獲得零件的表面硬度值。到了八十年代以后，國外開始對傳統(tǒng)的測量方法進行了改造，采用先進的集機、電、光、聲于一體的先進儀器，對零件的表面硬度值進行無損檢測。這方面取得了很好的效果，其中超聲波檢測技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用方面不斷的取得成就，而該技術(shù)本身也在不斷的完善和發(fā)展。
“超聲波硬度測量儀”的研制是源于實際的現(xiàn)場要求，并作為我們的技術(shù)沉淀而提出的。經(jīng)過一年多來的不斷實踐、分析、研究，取得了一定的成績。這主要是在研制過程中注重先進、適用的原則，注重科技與應(yīng)用結(jié)合，采用產(chǎn)、研結(jié)合，側(cè)重于科研技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，其對于現(xiàn)代生產(chǎn)及測量具有十分重要的現(xiàn)實和理論意義。
硬度測試項目：
橡膠、塑料及精細化學(xué)品做理化性能檢測時，均可做硬度測試。具體來看，根據(jù)產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域的不同而各有差異，微譜技術(shù)可以提供的測試領(lǐng)域細分如下：
塑料制品測試領(lǐng)域包含：樹脂原料、塑料薄膜、塑料管材、塑料建材、塑料容器、塑料外殼、塑料玩具、電線電纜護套絕緣、塑料異型材。
橡膠制品測試領(lǐng)域包含：生膠、輪胎、護舷、密封圈、軟管、電線電纜護套絕緣、橡膠玩具、傳送帶、快消品。
精細化學(xué)品測試領(lǐng)域包含：涂料、膠粘劑、金屬加工助劑、各類清洗劑等。
現(xiàn)行國家標準：
GB/T4341-2001金屬肖氏硬度試驗方法2002-05-01實施,代替GB/T4341-1984
GB/T9966.5-2001天然飾面石材試驗方法第5部分:肖氏硬度試驗方法2002-08-01實施,代替GB/T9966.5-1988
GB/T231.2-2002金屬布氏硬度試驗第2部分:硬度計的檢驗與校準2003-05-01實施,代替GB/T6269-1997
GB/T231.3-2002金屬布氏硬度試驗第3部分:標準硬度塊的標定2003-05-01實施,代替GB/T6270-1997
GB/T17394-1998金屬里氏硬度試驗方法1998-12-01實施
GB/T18449.2-2001金屬努氏硬度試驗第2部分:硬度計的檢驗2002-05-01實施
GB/T18449.3-2001金屬努氏硬度試驗第3部分:標準硬度塊的標定2002-05-01實施
GB/T3854-2005增強塑料巴柯爾硬度試驗方法2005-12-01實施,代替GB/T3854-1983
GB/T5766-2007摩擦材料洛氏硬度試驗方法2008-06-01實施,代替GB/T5766-1996
GB/T2654-2008焊接接頭硬度試驗方法2008-09-01實施,代替GB/T2654-1989
GB/T531.1-2008硫化橡膠或熱塑性橡膠壓入硬度試驗方法第1部分：邵氏硬度計法（邵爾硬度）2008-12-01實施
GB/T13313-2008軋輥肖氏、里氏硬度試驗方法2009-05-01實施,代替GB/T13313-1991
GB/T1941-2009木材硬度試驗方法2009-08-01實施,代替GB/T1941-1991
GB/T4909.8-2009裸電線試驗方法第8部分：硬度試驗布氏法2009-12-01實施
GB/T531.2-2009硫化橡膠或熱塑性橡膠壓入硬度試驗方法第2部分：便攜式橡膠硬度計法2009-12-01實施,代替GB/T531-1999
GB/T16534-2009精細陶瓷室溫硬度試驗方法2009-12-01實施,代替GB/T16534-1996
GB/T231.4-2009金屬材料布氏硬度試驗第4部分：硬度值表2010-04-01實施
GB/T230.1-2009金屬材料洛氏硬度試驗第1部分：試驗方法（A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T標尺）2010-04-01實施,代替GB/T230.1-2004
GB/T18449.4-2009金屬材料努氏硬度試驗第4部分：硬度值表2010-04-01實施
GB/T4340.4-2009金屬材料維氏硬度試驗第4部分：硬度值表2010-04-01實施
GB/T18449.1-2009金屬材料努氏硬度試驗第1部分：試驗方法2010-04-01實施,代替GB/T18449.1-2001
GB/T24523-2009金屬材料快速壓痕（布氏）硬度試驗方法2010-05-01實施
GB/T7997-1987硬質(zhì)合金維氏硬度試驗方法1988-03-01實施
GB/T3849.2-2010硬質(zhì)合金洛氏硬度試驗（A標尺）第2部分：標準試塊的制備和校準2011-11-01實施
GB/T27552-2011金屬材料焊縫破壞性試驗焊接接頭顯微硬度試驗
GB/T9790-1988金屬覆蓋層及其他有關(guān)覆蓋層維氏和努氏顯微硬度試驗1989-09-01實施
超聲波檢測技術(shù)
在非電量電測技術(shù)中，許多非電量可以通過電學(xué)方法加以測定，同樣，許多非聲量也可通過聲學(xué)方法來加以測定，這就是所謂超聲工業(yè)測量技術(shù)。非電量的電測主要是通過一些元件的電阻、電容或電感等量來進行的。
在超聲工業(yè)測量技術(shù)中，非聲量的測定也往往是通過某些媒質(zhì)聲學(xué)特性（主要是聲速、聲衰減和聲阻抗率等）的測量來進行的。超聲工業(yè)測量技術(shù)中應(yīng)用zui廣的是媒質(zhì)的聲速這一物理量。
*、媒質(zhì)的聲速與媒質(zhì)的許多特性有直接或間接的關(guān)系。有些關(guān)系非常簡單直接，已有的理論公式，例如，在測定聲速和密度后，就可求出媒質(zhì)的彈性模量。有些關(guān)系比較間接而且復(fù)雜，但在特定的條件下，仍可以建立一些半理論或純經(jīng)驗的關(guān)系式，例如，媒質(zhì)的成分，混合物的比例，溶液的濃度，聚合物的轉(zhuǎn)化率，某些液體產(chǎn)品的比重，某些材料的強度等等，都可與聲速建立一定的關(guān)系，利用這些關(guān)系，就熊通過測量聲速來測定這些媒質(zhì)的非聲特性。上述原則是聲速分析儀的基本原理。
第二，媒質(zhì)的聲速與媒質(zhì)所處的狀態(tài)也有相互關(guān)系。例如，媒質(zhì)的溫度、壓強和流速等狀態(tài)參量的變化都會引起相應(yīng)的聲速的變化。如聲學(xué)溫度計、超聲波風(fēng)速儀和超聲流量計就是用這一類關(guān)系來測量溫度或流量的。第三，其他應(yīng)用，例如在聲速c已經(jīng)測知的媒質(zhì)中，可以利用聲波傳播距離L和傳播時間t的關(guān)系L=ct，或利用波長λ和頻率f（或周期T）之間的關(guān)系c=fλ=λ/T，進行超聲測距的應(yīng)用。如超聲液位計和超聲測厚計就是這一方面的典型應(yīng)用技術(shù)。
硬度測試
所謂硬度，就是材料抵抗更硬物壓入其表面的能力。根據(jù)試驗方法和適應(yīng)范圍的不同，硬度單位可分為布氏硬度、維氏硬度、洛氏硬度、顯微維氏硬度等許多種，不同的單位有不同的測試方法，適用于不同特性的材料或場合。
由于硬度值在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，因此人們從很早就開始研究它，對于它的檢測方法和衡量方法也各式各樣。八十年代以前，人們基本上是通過用機械式的壓痕實驗法來獲得零件的表面硬度值。到了八十年代以后，國外開始對傳統(tǒng)的測量方法進行了改造，采用先進的集機、電、光、聲于一體的先進儀器，對零件的表面硬度值進行無損檢測。這方面取得了很好的效果，其中超聲波檢測技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用方面不斷的取得成就，而該技術(shù)本身也在不斷的完善和發(fā)展。
“超聲波硬度測量儀”的研制是源于實際的現(xiàn)場要求，并作為我們的技術(shù)沉淀而提出的。經(jīng)過一年多來的不斷實踐、分析、研究，取得了一定的成績。這主要是在研制過程中注重先進、適用的原則，注重科技與應(yīng)用結(jié)合，采用產(chǎn)、研結(jié)合，側(cè)重于科研技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，其對于現(xiàn)代生產(chǎn)及測量具有十分重要的現(xiàn)實和理論意義。
硬度測試項目：
橡膠、塑料及精細化學(xué)品做理化性能檢測時，均可做硬度測試。具體來看，根據(jù)產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域的不同而各有差異，微譜技術(shù)可以提供的測試領(lǐng)域細分如下：
塑料制品測試領(lǐng)域包含：樹脂原料、塑料薄膜、塑料管材、塑料建材、塑料容器、塑料外殼、塑料玩具、電線電纜護套絕緣、塑料異型材。
橡膠制品測試領(lǐng)域包含：生膠、輪胎、護舷、密封圈、軟管、電線電纜護套絕緣、橡膠玩具、傳送帶、快消品。
精細化學(xué)品測試領(lǐng)域包含：涂料、膠粘劑、金屬加工助劑、各類清洗劑等。
現(xiàn)行國家標準：
GB/T4341-2001金屬肖氏硬度試驗方法2002-05-01實施,代替GB/T4341-1984
GB/T9966.5-2001天然飾面石材試驗方法第5部分:肖氏硬度試驗方法2002-08-01實施,代替GB/T9966.5-1988
GB/T231.2-2002金屬布氏硬度試驗第2部分:硬度計的檢驗與校準2003-05-01實施,代替GB/T6269-1997
GB/T231.3-2002金屬布氏硬度試驗第3部分:標準硬度塊的標定2003-05-01實施,代替GB/T6270-1997
GB/T17394-1998金屬里氏硬度試驗方法1998-12-01實施
GB/T18449.2-2001金屬努氏硬度試驗第2部分:硬度計的檢驗2002-05-01實施
GB/T18449.3-2001金屬努氏硬度試驗第3部分:標準硬度塊的標定2002-05-01實施
GB/T3854-2005增強塑料巴柯爾硬度試驗方法2005-12-01實施,代替GB/T3854-1983
GB/T5766-2007摩擦材料洛氏硬度試驗方法2008-06-01實施,代替GB/T5766-1996
GB/T2654-2008焊接接頭硬度試驗方法2008-09-01實施,代替GB/T2654-1989
GB/T531.1-2008硫化橡膠或熱塑性橡膠壓入硬度試驗方法第1部分：邵氏硬度計法（邵爾硬度）2008-12-01實施
GB/T13313-2008軋輥肖氏、里氏硬度試驗方法2009-05-01實施,代替GB/T13313-1991
GB/T1941-2009木材硬度試驗方法2009-08-01實施,代替GB/T1941-1991
GB/T4909.8-2009裸電線試驗方法第8部分：硬度試驗布氏法2009-12-01實施
GB/T531.2-2009硫化橡膠或熱塑性橡膠壓入硬度試驗方法第2部分：便攜式橡膠硬度計法2009-12-01實施,代替GB/T531-1999
GB/T16534-2009精細陶瓷室溫硬度試驗方法2009-12-01實施,代替GB/T16534-1996
GB/T231.4-2009金屬材料布氏硬度試驗第4部分：硬度值表2010-04-01實施
GB/T230.1-2009金屬材料洛氏硬度試驗第1部分：試驗方法（A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T標尺）2010-04-01實施,代替GB/T230.1-2004
GB/T18449.4-2009金屬材料努氏硬度試驗第4部分：硬度值表2010-04-01實施
GB/T4340.4-2009金屬材料維氏硬度試驗第4部分：硬度值表2010-04-01實施
GB/T18449.1-2009金屬材料努氏硬度試驗第1部分：試驗方法2010-04-01實施,代替GB/T18449.1-2001
GB/T24523-2009金屬材料快速壓痕（布氏）硬度試驗方法2010-05-01實施
GB/T7997-1987硬質(zhì)合金維氏硬度試驗方法1988-03-01實施
GB/T3849.2-2010硬質(zhì)合金洛氏硬度試驗（A標尺）第2部分：標準試塊的制備和校準2011-11-01實施
GB/T27552-2011金屬材料焊縫破壞性試驗焊接接頭顯微硬度試驗
GB/T9790-1988金屬覆蓋層及其他有關(guān)覆蓋層維氏和努氏顯微硬度試驗1989-09-01實施