弹性模量是材料设计的核心参数，在新材料的研究和开发过程中，材料模量表征测试可以帮助科学家和工程师了解材料的基本特性，从而优化其性能和应用范围。通过对现有材料进行模量表征测试，可以发现其潜在的缺陷和不足，为材料的改进提供依据。在生产过程中，材料模量表征测试可以确保产品质量的一致性和可靠性，降低生产成本和风险。弹性模量表征的技术手段种类很多。常见的测量手段是拉伸压缩或弯曲实验；还有纳米压痕；超声原子力显微镜；敲击共振法；超声共振法以及超声声速法。前三种属于静态测量法；相对于后面三种动态测量法测量精度和重复精度相对较低。而动态法中超声声速法因其测量简单准确适用性广受到大量科研工作者的青睐。UMS材料表征系统是一款基于声速测量法开发的弹性模量表征设备。UMS不仅优化了整个超声电路且配备了专用的模量测量分析软件，使得模量表征变得快速而简单。...

Shaw.Din  TECLAB   shaw@teclab.cn 摘要：超声作为无损检测中常用的技术已在各行各业中得到广泛的应用。科研工作者也常常自行搭建针对各种应用场景的超声检测平台解决问题。对于激励超声探头的信号也必须根据实际应用情况进行甄别。本文简单介绍各种常用的超声激励信号及其各自的优缺点，便于在搭建各种超声检测平台时能更加明确激励波形的选取。 关键字：方波，脉冲串，线性调频，高斯信号 目前市场上大部分的商用常规和相控阵超声波探伤设备的激励信号均采用负方波和尖脉冲激励信号。而电磁超声和空气耦合超声一般采用脉冲串信号作为激励。在某些特殊的试验中，比如常规超声非线性系数测量则一般采用更复杂的类高斯信号做激励。下面以5MHz为例，先介绍几种超声检测中常用的波形及其频响（连续方波或者正弦波超声检测中不常用，这里不做讨论）：    方波或负方波以及尖脉冲信号频响带宽较宽，但是相对响应幅值较低。 正弦脉冲串信号频率成分相对集中，频响强。主峰两边有随带较多小的频率峰 方波脉冲串信号与正弦脉冲串频响类似，...

TECLAB   Shaw.Din  shaw@teclab.cn 摘要：在搭建超声检测系统时，常常发现各种设备的输入输出阻抗一般默认50Ω，而少数设备并不是默认50Ω，阻抗不匹配时会导致信号微弱或者波形失真等情况。本文从超声激励端和接收端分别分析阻抗匹配的问题。方便用户确定在搭建超声检测系统时是需要否进行阻抗匹配。   关键字：阻抗匹配，匹配网络   介绍 首先，为何大部分的设备默认输入输出阻抗为50Ω？   电信号在铜芯同轴电缆中传输速度约为200000km/s，如果线缆较长，信号的传输需要一定的时间从源端到负载，当信号到达负载时，一部分信号会传入负载，而另一部分会反射回相反的方向。反射回源端的信号在源端再次产生反射。如此反复直到信号衰减到零。这种反射的累积就是导致信号失真的原因之一。避免这些反射的方法就是必须使线缆，源端以及负载的特征阻抗完全匹配：ZS=Z0=ZL。 如下图所示：   常用屏蔽铜芯同轴线缆如下图所示： 同轴线缆的特征阻抗Z0可按如下公式计算： b:外导体的内径 a:内导...

TECLAB   Shaw.Din  shaw@teclab.cn  摘要：常规空气耦合超声探头一般采用压电材料作为换能材料，并通过高压脉冲串信号进行激励和低频低噪前置放大进行接收，以达到提高换能效率实现非接触式空气耦合超声检测。本文介绍一种全新的换能技术：通过电-热-声换能技术实现信号激励，通过声-光-电换能技术实现信号接收。通过对比压电换能技术发现新的方法具有一定的优势。最后介绍一种创新的热声-压电结合环能技术，可以实现单侧回波法成像检测，而无需像传统非接触的空气耦合成像检测必须从双侧进行透射法成像。   关键字：非接触空气耦合超声，热声传感器，光声接收   介绍 常规超声检测必须使用水，油等介质作为耦合剂使得超声信号可以往返于材料和探头之间传播。在某些特殊场合，比如航空航天蜂窝粘接结构，锂电池检测等常规超声无法穿透实现检测，更重要的是被测体不能泡水或者不能被耦合剂污染。因此，非接触式空气耦合超声检测技术应运而生。常规空气耦合超声探头一般采用压电材料作为换能材料，并通过高压脉冲串信号...

TECLAB   Shaw.Din  shaw@teclab.cn 摘要：本文介绍了多种基于超声的高温腐蚀在线监测技术：压电超声，电磁超声和超声导波技术。介绍了高温腐蚀监测的技术难点和现有的解决方案。 关键字：高温腐蚀监测，电磁超声，超声导波，高温超声监测 介绍     我国石化行业在役油气长输管道总长50万公里，其中大部分管道已服役10-20年以上，逐渐进入事故高发期，油气储运部门迫切需要管道的在线监测系统，以掌控在役管道的安全运行。尤其在中下游产业中温和高温管道的腐蚀监测已经成为一个技术难点和市场痛点。     压电超声的高温管道腐蚀检测难点在于高温耦合和压电性能的高温稳定性。常规的超声探头采用了压电材料PZT作为换能材料，一般需要水或者油作为耦合介质将声波传入管壁进行检测。当管温达到几百摄氏度，常规的耦合介质失效。此外，常用的压电材料PZT居里温度也仅200-400℃，而且温度升高时，压电系数会随之下降，温度超过居里温度后，压电效应也随即失效。 压电超声高温腐蚀监测技术...

TECLAB   Shaw.Din  shaw@teclab.cn 摘要：本文介绍了一种核辐射环境下使用的超声探头，通过具体的对比试验验证了该探头的抗核辐射效果。   关键字：超声探头，抗核辐射超声探头，在线监测，压电超声   背景：抗辐射超声检测技术广泛用于航天，核电和核动力等环境恶劣场合。为使超声探头能在包括核辐射，核爆照和空间辐射等各种环境下稳定工作必须对压电材料辐射损伤机理进行深入研究探讨并采取进一步的抗辐射加固技术使得超声探头能在高辐射剂量下能长时间稳定工作。 核辐射环境下，大量高能带电粒子入射到超声探头的压电材料中，激发压电材料中的电子从价带越过禁带到导带，从而产生大量电子-空穴对。辐照期间，电子因质量较轻逃逸，空穴质量大容易被晶界处和上下电极界面的空位缺陷俘获，正电荷大都被晶粒上的缺陷所俘获。根据辐射理论，被俘获的电荷形成附加电场抵消自发极化，从而导致压电性能急剧下降。 本文介绍一种新型压电超声探头，采用多层压电结构制作，温度范围可从-40℃-550℃，并且可在伽马射线10.9MGy与...

TECLAB   Shaw.Din  shaw@teclab.cn 摘要：本文简要介绍了电磁声换能器(EMATs)的基本原理。描述了EMAT·换能器的主要配置，产生的波类型，换能器激励，电阻抗匹配，以及EMAT的最常见应用。   Keywords:electromagnetic acoustic transducers, EMAT, non-contact ultrasonic.   Introduction Ultrasonic Testing (UT) uses high frequency sound energy to conduct examinations and make measurements. Ultrasonic inspection can be used for flaw detection/evaluation, dimensional measurements, material characterization, and more. A typical pulse/echo inspection configuration 1-1 as illustrated below will be used: Picture: 1-1 However Classic transducers have a limitation, that in order to transfer the ultrasonic energy, they need a contact with material under inspection and the appropriate couplant,as 1-2. Couplant is a material (usually li...

TECLAB   Shaw.Din  shaw@teclab.cn 随着复合材料技术的发展和应用，空气耦合超声成像检测技术在航空航天等各个领域的应用也逐年增多。在各种复合材料的应用中各种泡沫及蜂窝结构的材料使用比重也随之增加。由于这些材料的声衰减特别大，加之空气耦合超声技术本身的换能效率远远低于常规超声检测技术。急需一种既能满足非接触超声检测又能弥补检测灵敏度的检测技术和手段，由此拓宽空气耦合超声检测技术的应用场景，使得高衰减复合材料的非接触成像检测成为可能。本文以玻璃纤维聚氨酯泡沫板为例，试验并验证了一种新型的综合性提高空气耦合超声检测灵敏度的技术和方法。 试样厚度100 mm,密度约130 Kg/m^3 试验采用AIRSCAN+双通道空气耦合超声成像检测系统，该系统具有400Vpp方波脉冲串激励功能，并支持脉冲压缩技术，频率带宽支持50 KHz-12 MHz或 5 KHz - 超1 MHz两种版本，采样频率提供100 MHz @14位 或 超25 MHz@14位两种。同时支持三轴编码器，提供无源前置放大器，整机性噪比极高。本次试验通过常规空气耦...