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复合材料中的界面问题及其对性能的影响
王衡 乐斌 魏晓雪 倪杰 温锦生 陈亮亮 赵轶群 周绍鑫 黄敏
[清华大学材料科学与工程系， 北京 100084]
复合材料一般是由增强相、基体相和它们的中间相（界面相）组成，各自都有其独特的结构、性能与作用。增强相主要起承载作用；基体相主要起连接增强相和传载作用；界面是增强相和基体相连接的桥梁，同时是应力的传递者。[1]
复合材料界面问题的系统研究始于60年代初期。1962年美国材料咨询委员会（MBA）成立了一个研究纤维增强复合材料界面的专业组。此后，复合材料的界面问题的研究引起了许多研究者的注意和兴趣。[2]
复合材料中的界面[2]
首先我们来了解一下到底什么是复合材料的界面。组成复合材料的几相材料中（至少有两相），一般有一相以溶液或熔融流动状态与另一相或其它相接触，然后进行物化（固化）反应使相与相之间结合在一起。而两相互相作用的结果即生成复合材料的界面。因此界面并不是单纯的一个几何面，而是一个过渡区域。一般来说，这个区域是从与增强物内部性质不同的那一点开始到基体内与基体性质相一致的某点终止。该区域材料的结构与性能不同于两相组分材料中的任一相，称此区域为界面相或界面层。
复合材料中界面相的形成机理一直是人们关心的问题，目前主要有以下六种理论对此做出解释：化学键合理论、浸润—吸附理论、扩散作用、弱界面层理论、静电作用和机械作用。
界面的微观结构包括界面的组成和结构，界面区的成分及其分布，近界面基体一侧的位错密度及其分布等，复合材料的界面会受到温度、与基体和增强剂结构性能匹配度等各种因素的影响，而且这些因素的影响作用几乎是决定性的。测定界面性能的方法主要有单丝拔出试验、微脱粘试验、微键强测试以及微压痕试验、双悬臂梁法等非直接方法。
界面对复合材料的性能具有很大的影响，如刚度、疲劳、裂纹及韧性等重要力学参数。以下我们主要以几个例子来具体说明无机复合材料中的界面问题及对性能的影响。
晶须增韧陶瓷基复合材料中的界面问题
复合材料中，界面结合力τ（f/m）
图2展示了经过处理后的晶须的断面状态。从图2A的纵断面上，可以观察到晶须周围形成了颜色更加明亮的均匀表面层；从晶须的横断面上，可以观察到晶须内部形成了同心圈状结构。晶须中心（内圈）的位错线终止在晶须的内圈与外圈的界面上。成分分析表明，晶须的外圈中含有5%的界面改性元素（代号M）。M组分在内圈却少于2%，而且还可能是分析斑点过大引起的分析误差。从横断面的状态可以看出，M圈层的存在保护了β－SiC晶须不出现一般烧结过程中容易产生的β－α相变现象。
将特殊处理后的国产晶须加入到氮化硅陶瓷刀具材料中后，复合材料的韧性得到了明显的改善。图3和图4是加入晶须前后的氮化硅刀具材料的断裂状态对比。当材料表面受到金刚石压头的挤压而形成维氏压坑时，一般顺压坑对角线形成裂纹。未加入刀具材料，受压后立即形成直而长的裂纹，而加入晶须后的材料受压后，形成的裂纹短而不规则，呈折线状。右侧是两种材料中裂纹延伸的形态，两者显
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题名: 土壤中多环芳烃生物有效性及其评价方法研究
学位类别: 博士
授予单位: 中国科学院研究生院
授予地点: 北京
其他题名: Bioavailability of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Soils and its Evaluation Method
学位专业: 环境科学
中文摘要: 多环芳烃(PAHs)是环境中广泛存在的一类典型的持久性有机污染物,其在环境中降解缓慢，具有生物累积性，并可通过食物链传输、放大，具有致癌、致畸、致突变等危害，给人体健康带来很大威胁，因此研究其在土壤中的生物有效性具有重要意义。
目前关于较高疏水性有机污染物在植物体内传输特性的研究报道甚少，中到高疏水性有机污染物，例如PAHs能否在植物体内传输、传输多少、传输受哪些因素影响尚不明确，因此本论文研究了农田污染土壤中14种中到高疏水性PAHs在植物体内的吸收、累积及从根部向茎叶部分的传输。结果表明：根中的2、3、4和5 - 6环PAHs浓度与土壤中对应污染物浓度呈显著正线性相关关系，与土壤总有机质含量(SOM)呈负线性相关关系(p < 0.01)，然而土壤中溶解有机碳(DOC)可以促进小麦根对土壤中PAHs的吸收与累积；14种PAHs在小麦根中的富集因子(RCF，μgg-1root/μgg-1soil)与其辛醇－水分配系数(Kow)的对数值不存在显著的线性关系，4环的PAHs(荧蒽(Fla)、芘(Pyr)、苯并[a]蒽(BaA)和(Chr))的根富集因子最大，5 - 6环的PAHs(苯并[b]荧蒽(BbF)、苯并[k]荧蒽(BkF)、苯并[a]芘(BaP)、二苯并[a,h]蒽(DahA)和苯并[g,h,i]苝(BghiP))的根富集因子最小；小麦茎叶中2、3、4和5 - 6环PAHs浓度与根中及土壤中对应污染物浓度存在显著的线性相关关系(p < 0.01)；与根富集因子相似，14种PAHs在茎叶中的富集因子(SCF，μgg-1shoot/μgg-1soil)与Kow的对数值也不存在显著的线性关系，也是4环PAHs的茎叶富集因子最大、5 - 6环PAHs的最小；此外茎叶中不同环数PAHs分布特征与土壤中的非常相似，而与培养室空气中的差异甚大，表明存在着PAHs从植物根向茎叶的传输；进一步计算了10种PAHs从根部到茎叶部分的传输因子(从根部向茎叶部分传输的各PAH占茎叶中各PAH总量的比例)，传输因子随着PAHs溶解度增大而增加，并与疏水性存在显著的负线性定量关系(p < 0.01)。
通常认为只有自由溶解在水体或孔隙水中的有机污染物才可以被生物吸收，因而准确测定有机污染物自由溶解态浓度是评价生物有效性的关键。半渗透膜被动采样器是采集自由溶解态有机污染物的一种有效工具，目前广泛使用的三油酸甘油酯－低密度聚乙烯半透膜采样器(SPMD)已被用于水体、沉积物及大气中有机物的采集和生物有效性研究，但由于其疏水性强、采样时间长的缺陷，目前在土壤中的应用甚少；使用被动采样方法评价有机污染物对植物的生物有效性目前尚未见报道。三油酸甘油酯－醋酸纤维素复合膜(TECAM)是在醋酸纤维素中嵌入三油酸甘油酯，与SPMD使用的低密度聚乙烯外膜相比，醋酸纤维素含有大量的羟基，亲水性较强，目前已较好地应用于水体采样及鱼体生物有效性研究中，但尚未在土壤等复杂环境介质中应用。本论文成功地将TECAM应用于土壤中PAHs的采集并评价了土壤中PAHs对植物(Triticum aestivum L.)和蚯蚓(Eisenia andrei)的生物有效性。研究结果表明：TECAM对土壤中PAHs的采样可在48小时内达到表观平衡，大大缩短了土壤中有机污染物的采样时间；TECAM内PAHs浓度与蚯蚓体内浓度存在显著的线性相关关系(p < 0.01)；与化学提取方法相比，TECAM采集的PAHs不仅在浓度上与小麦根中浓度存在显著线性相关关系，而且TECAM采集的PAHs量也与小麦根富集的量相当；TECAM可反映PAHs在土壤中的残留时间、土壤有机质及溶解有机碳含量对PAHs生物有效性的影响；提出了“土壤－孔隙水－TECAM”三室模型，并成功地描述了TECAM采集土壤中PAHs的三相平衡过程。此外TECAM采样对土壤扰动小，操作简单，因此是采集土壤中有机污染物以及评价土壤中有机污染物生物有效性的有效方法。本研究为土壤中有机污染物的采样、生物有效性研究提供了有效的方法及一定的理论依据。
英文摘要: Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are a group of persistant pollutants which are difficult to degrade and metabolize in the environment and exist widely around the world. They can accumulate in organisms and subsequently translocate, transform and be concentrated in food chain due to their lipophilicity. Some PAHs are carcinogenic and pose great risk to human health. In order to predict their potential risk, it is essential to explore the bioavailability of PAHs in soil and the evaluation method.
There are conflicting reports in the literature concerning the extent of uptake and translocation of hydrophobic organic carbons (HOCs) from plant roots to shoots. Whether compounds with intermediate to high hydrophobicity such as a series of PAHs can acropetally translocate in plants has not yet been verified. Furthermore, it needs to be clarified how much HOCs in roots can be translocated from roots to aerial tissues. Particular attention should be paid to plants grown in field-contaminated soils. Therefore, the uptake and acropetal translocation of 14 priority PAHs by wheats (Triticum aestivum L.) from soil has been investigated in this study. PAH concentrations in roots correlated positively with the corresponding concentrations in soils. The uptake of PAHs correlated negatively with the contents of soil organic carbon (p < 0.01). However, dissolved organic carbon (DOC) could enhance the uptake of PAHs in roots. No clear linear relationship was found between log RCF (root concentration factor, μgg-1root/μgg-1soil) and log Kow of these PAHs. Four-ring PAHs had the highest tendency to be taken up by roots. PAH concentrations in shoots correlated well with their concentrations in soils and roots (p < 0.01), and four-ring PAHs had the highest SCF (shoot concentration factor, μgg-1shoot/μgg-1soil). Furthermore, distribution profiles of PAHs in shoots were fairly similar to those in soils. Acropetal translocation of 10 PAHs (with log Kow varying from 3.45 to 5.78) was also implicated by Rt (ratio of PAH from root-to-shoot translocation to the total accumulation of each PAH in shoots) ranging from 53.6 - 72.6%. Rt increased with the increasing solubility of these PAHs, and a significant negative linear relationship was found between log Rt and their log Kow.
It is commonly accepted that only the portion of HOCs freely dissolved in water or pore water is available to organisms. Therefore, accurate sampling of the freely dissolved fraction of HOCs is crucial in the study of bioavailability. Semipermeable membrane device (SPMD) has been widely applied in sampling HOCs in water, sediment and air. However, its application in soil is limited due to its high hydrophobicity and long sampling time. Therefore, in this study a new type of semipermeable membrane-based passive sampler, triolein embedded cellulose acetate membrane (TECAM) was successfully applied to sample PAHs in soils and predict their bioavailability to earthworms and plants. PAHs in soil sampled by TECAMs could reach appearent equilibrium within 48 h, significantly saving sampling time of PAHs in soil. A soil – pore water – TECAM three-compartment model was proposed and successfully used to describe the sampling process of PAHs in soil by TECAM. The uptake of PAHs by TECAMs was negatively related to soil organic matter (SOM) and positively correlated to dissolved organic carbon (DOC). TECAMs are also sensitive to the aging time of the PAHs in soil (1 - 150 days). PAHs sampled by TECAMs correlated well with corresponding accumulation in earthworms (Eisenia andrei) and wheat roots (Triticum aestivum L.). In contrast to chemical extraction by which only correlationship was established between PAH contrations in chemical extractants and wheat roots, a nearly 1 : 1 relationship was found between the amount of each PAH taken up by TECAMs and wheat roots (r2 = 0.798 - 0.925, p < 0.01). The uptake of PAHs by TECAMs and wheat roots had the same pathway of passive transport via the soil solution. Additionally, TECAM caused minimal disturbance to soil and was easy to deploy. Therefore, TECAM is believed to be a useful tool to sampling HOCs in soil and predict their bioavailability to earthworms and plants.
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土壤中多环芳烃生物有效性及其评价方法研究-陶玉强.pdf（3092KB）----限制开放
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陶玉强.土壤中多环芳烃生物有效性及其评价方法研究[博士].北京.中国科学院研究生院.2009
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超声波探伤仪
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超声波探伤仪是一种便携式工业无损探伤仪器，它能够快速、便捷、无损伤、精确地进行工件内部多种缺陷(裂纹、疏松、气孔、夹杂等)的检测、定位、评估和诊断。既可以用于实验室，也可以用于工程现场。广泛应用在锅炉、压力容器、航天、航空、电力、石油、化工、海洋石油、管道、军工、船舶制造、汽车、机械制造、冶金、金属加工业、钢结构、铁路交通、核能电力、高校等行业。
全数字式超声波探伤仪HTS2030，是利用超声衍射的原理来对工件内部缺陷进行无损检测的。广泛应用在各地特检院、站、制造、工程机械制造业、钢铁冶金业、钢结构制造、船舶制造、石油天然气装备制造等需要缺陷检测和质量控制的领域。功能特点功能全、操作简单、性价比高。全中文操作键膜，简捷易懂。全中文显示，主从式菜单，并设计有快捷按键和数码飞梭旋轮，操作便捷，技术领先。全数字(TFT)，可根据环境选择背景色和波形颜色，液晶亮度可自由设定。高性能安保电池模块，便于拆装，可以脱机独立充电，大容量高性能模块使仪器连续工作时间延长到八小时以上；仪器轻小便携，单手即可以把持，经久耐用，引导行业潮流。主要技术参数检测范围： (0~6000)mm工作频率： (0.5~15)MHz声速范围： ()m/s动态范围： ≥32dB垂直线性误差：≤3%水平线性误差：≤0.2%分 辨 力：
&36dB(5P14)灵敏度余量：≥62dB(深200mmФ2 平底孔)数字抑制： (0~80)%，不影响线性与增益电噪声电平： ≤10%探伤通道：50组探伤工作通道。探头接口：Q9-Q9探头类型： 直探头、斜探头、双晶探头、穿透探头闸 门： 进波门、失波门；单闸门读数、双闸门读数报 警： 蜂鸣报警，LED 灯报警电 源： 直流（DC）9V；锂电池连续工作8小时以上外型尺寸： 263×170×61(mm)环境温度： (-10~50)℃相对湿度： (20~95)%RH注：以上指标是在探头频率为2.5MHz、检波方式为全波的情况下所测得的。放大接收硬件实时采样：10 位AD 转换器，采样速度160MHz，硬件实时采样，波形高度保真检波方式：正半波、负半波、全波、射频检波滤波频带（0.5~15）MHz，根据探头频率全自动匹配，无需手动设置。闸门读数：单闸门和双闸门读数方式可选；闸门内峰值读数增益：总增益量110dB，设0、0.1dB、1dB、2dB、6dB 步进值，独特的全自动增益调节及扫查增益功能，使探伤既快捷又准确。 探伤功能◆ 波峰记忆：实时检索缺陷最高波，记录缺陷最大值◆ Φ值计算：直探头锻件探伤找准缺陷最高波后自动计算、显示缺陷当量尺寸◆ 缺陷定位：实时显示缺陷水平、深度（垂直）、声程位置◆ 缺陷定量：缺陷当量dB 值实时显示◆ 缺陷定性：通过回波包络波形，方便人工经验判断◆ DAC/AVG：曲线自动生成，取样点不受限制，并可进行补偿与修正。曲线随增益自动浮动、随声程自动扩展、随延时自动移动。能显示任意孔径的AVG 曲线。◆ 门内展宽：放大回波细节，便于回波分析◆ 波形冻结：冻结屏幕上显示的波形，便于缺陷分析◆ B型扫描：实时扫查、显示，可显示工件缺陷形状，使探测结果更直观。★ 曲面修正：用于曲面工件探伤，可实时显示缺陷周向位置★ 板厚输入：输入工件厚度，二次波三次波及多次波探的缺陷仪器显示缺陷实际深度。★ 回波编码：将屏幕分为两种不同颜色，更直观的分析缺陷回波是几次检测结果。★ 焊缝图示：显示焊缝坡口形式和声束走向，直观显示缺陷位置。★ 内置标准：可自由设置各行业探伤工艺标准，曲线偏移量自动选择。 发射脉冲脉冲幅度：低、中、高分级选择，适用探头范围广：在(0.1~0.5)μs 范围内连续调节，以匹配不同频率的探头探头阻尼：100Ω、200Ω、400Ω可选，满足灵敏度及分辨率的不同工作要求工作方式：直探头、斜探头、双晶探头、穿透探伤可调 检测范围零界面入射0~6000mm(钢中、)，可连续调节 闸门报警门位、门宽、门高任意可调；B 闸门可选择设置进波报警或失波报警；闸门内和LED 灯(吵噪环境中LED 灯报警非常有效)报警及关闭。数据存储50 组探伤参数通道，可预先调校好各类探头和仪器的组合参数，自由设置各行业探伤标准；可存储1000 幅探伤回波信号及参数，实现存储、读出及通过传输。实时时钟实时探伤日期、时间的跟踪记录，并记录存储。通讯接口 高速通讯传输接口电池模块高容量锂电池模块，在线充电和脱机充电两种充电方式，方便探伤人员使用。
简介 超声波探伤仪OTD-3000是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波来，在上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小的仪器。 主要参数性能指标探测范围2.5 ～ 10000mm (钢)。连续可调，最小步进值 0.1mm。材料声速1000 ～ 9999m/s。连续可调。内置7个常用的材料声速值。显示延时-5 ～ 3400μs。探头延时0 ～ 99.999μs。垂直线性误差≤3%水平线性误差≤0.1%灵敏度余量&60dB (200Φ2平底孔)&30dB动态范围≥36dB电噪声电平&20%数据存储可存储512个文件，单个文件最多可存储10000个厚度值电源220V交直流两用；大容量锂电池，无、连续工作8小时以上；环境温度-25℃～ 70℃外型尺寸260mm×166mm×70mm重量1.3kg（不含电池）发射脉冲发射脉冲类型方波、尖脉冲。25Hz ～ 1500Hz，自动调节。发射强度尖脉冲：强、中、弱。方波：100～1000ns，发射电压50～500V。工作方式单、双、透射。阻尼50、75、150、500Ω。接收放大基于硬件的实时采样频率，100MHz。增益0.0 ～ 110.0dB。步进值：0.2、0.5、1.0、2.0、6.0dB、12.0dB。频带0.4 ～ 25MHz，包括3个宽带、8个窄带。闸门两个独立的闸门，覆盖整个检测范围。可独立测量，也可关联测量。测量模式脉冲回波/发射接收/透射检波方式全波、负半波、正半波、射频。抑制0 ～ 90%单位公制（mm）、英制（inch）阈值报警进波报警、失波报警、最小厚度报警、最大厚度报警。显示显示屏高清晰度TFT彩色；超大屏幕（130.56mm×96.96mm）；屏幕高于70Hz颜色4种颜色主题，适用于不同的光线要求；A扫描曲线，屏幕背景颜色可单独定义。脉冲表现形式彩色。可选：空心、实心。射频显示。控制与接口键盘· ；防水、防尘、防油污、耐酸碱、密封性强；· 快捷键调节，A、B闸门控制选择键，使得闸门调节非常方便。菜单· 中文菜单，英文菜单；探头接口· BNC Q9探头插座， Lemo 00#探头插座（可选）。· RS232串行接口；可与计算机连接。波形文件· 最多可存储512套探伤报告；（探伤报告）· 可存储、调用、浏览、通讯、打印；B扫描图片· 可存储B扫描结果（彩色图像）；厚度文件· 最多可存储512个厚度，每个数据库文件最多可记录10,000个厚度值； 应用领域 现在广泛适用于各种焊接件、铸件、锻件等金属材料检测和混凝土等检测，用户遍布石油化工管道、、压力容器、航天、铁路等重要领域。
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　　数字式超声波探伤仪对模拟信号进行高速数据采集、量化、计算和判别，其检测精度可高于传统检测结果。 　　记录和档案检测，数字式超声波探伤仪可以提供检测记录直至缺陷图像。
可靠性高 稳定性好
　　数字式超声波探伤仪可全面、客观地采集和存储数据，并对采集到的数据进行实时处理或后处理，对信号进行时域、频域或，还可通过对工件质量进行分级，减少了人为因素的影响，提高了检索的可靠性和稳定性。可以实现的功能主要有： 　　a. 自动校准：自动测试探头的“零点”、“K值”、“前沿”及材料的“声速”； 　　b. 自动显示缺陷回波位置如：深度d、水平p、距离s、波幅、当量dB、孔径ф值； 　　c. 自由切换标尺； 　　d. 自动录制探伤过程并可以进行动态回放； 　　e. 自动增益、回波包络、峰值记忆功能； 　　f. 探伤参数可自动测试或预置； 　　g. 数字抑制，不影响增益和线性； 　　h. 多个独立探伤通道，可自由输入并存储任意行业的探伤标准，现场探伤无需携带试块； 　　i. 可自由存储、回放波形及数据； 　　j. DAC、AVG自动生成并可以分段制作，取样点不受限制，并可进行修正与补偿； 　　k. 自由输入各行业标准； 　　l. 与计算机通讯,实现计算机数据管理,并可导出Excel格式、A4纸张的探伤报告； 　　m. 记录:实时探伤日期、时间的跟踪记录，并存储； 　　n. 增益补偿：对、曲面、厚工件远距离探伤等因素造成的Db衰减可进行修正； 　　所述以上功能都是模拟无法实现的。
　　随着超声波探伤仪在各行业的普及，经常有刚刚接触无损检测的人问超声波会不会像射线一样对人体有伤害。属五大常规检测手段之一，使用对人员无任何影响和伤害。
全数字■真彩显示器：五种颜色可选、亮度可调■高性能锂电池，连续工作7小时■与计算机通讯，可自动生成探伤报告■实时显示SL、EL、GL、RL定量值应用行业详情请点击http://www.hwsd17.com/电话：010-钢结构、、电力、石化、压力管道、冶金、军工、航空航天、铁路交通、汽车、机械等领域。自动化功能●自动校准：自动测试“探头零点”、“K值”、“前沿”及“材料声速”； ●自动显示缺陷回波位置（深度d、水平p、距离s、波幅、当量dB、孔径ф值）； ●自由切换三种标尺（深度d、水平p、距离s），满足不同的探伤标准要求和探伤工程师的标尺使用习惯； ●自动增益：自动将波形调至屏高的80%，大大提高了探伤效率； ●自动录制探伤过程并可以进行动态回放；●自动φ值计算：直探头探伤，找准缺陷最高波自动换算孔径ф值；●自动、AVG曲线自动生成并可以分段制作，取样点不受限制，并可进行修正与补偿，满足任意探伤标准；●阻尼自动。放大接收●硬件实时采样：150MHz，波形高度保真●闸门信号：单闸门、双闸门，峰值或边缘读数●增益调节：手动调节110dB（0.2dB、0.5dB、1dB、2dB、6dB、12dB步进）或自动调节至屏高的80%探伤功能曲线包络和波峰记忆：实时检索并记录缺陷最高波φ值计算：直探头锻件探伤找准缺陷最高波自动换算动态录制：实时动态录制波形，并可存储、回放缺陷定位：实时显示水平值L、深度值H、声程值S缺陷定量：实时显示SL、EL、GL、RL定量值实时显示孔状缺陷Φ值缺陷定性：通过波形，人工经验判断曲面修正：曲面工件探伤，修正曲率换算B型扫描：实时扫查，描述缺陷横切面声光报警●闸门报警：进波报警、失波报警●DAC报警：自由设置SL、EL、GL、RL报警
数据存储●10个探伤通道，存储预先调校好各类探头与仪器的组合参数，自由输入任意行业探伤标准，方便存储、调用、与计算机通讯●内存300幅探伤波形及数据，实现存储、调出、打印、与计算机通讯传输。●内存30000个厚度值时钟记录实时探伤日期、时间的跟踪记录，并存储控制接口高速USB、RS232两种接口与计算机通讯待机时可关闭屏幕或显示字幕，省电并延长使用寿命技术参数扫描范围：0～10000mm 工作频率：0.4MHz～20MHz垂直线性误差≤3%水平线性误差≤0.1%灵敏度余量＞62dB（深200mmΦ2平底孔）＞40dB（5N14）动态范围≥32dB噪声电平：＜8%硬150MHz重复发射频率100~1000HZ声速范围100～20000（m/s）工作方式单晶探伤、探伤、穿透探伤数字抑制（0～80）%，不影响线性与增益工作时间连续工作7小时以上（锂电池）环境温度（-20～70）℃（参考值）相对湿度（20～95）% RH外型尺寸240×180×50（mm）标准配置 1．TM360主机
1台2．直探头
1支3．斜探头
1个5．锂电池组
1组6．BNC电缆
2根Tm320便携式彩色超声波探伤仪
应用行业：钢结构、锅炉压力容器、电力、石化、压力管道、冶金、军工、航空航天、铁路交通、汽车、机械等领域。自动化功能●自动显示缺陷回波位置(深度d、水平p、距离s、波幅、当量dB、孔径ф值)；●自由切换三种标尺(深度d、水平p、距离s)，满足不同的探伤标准要求和探伤工程师的标尺使用习惯； ●自动增益：自动将波形调至屏高的80%，大大提高了探伤效率； ●自动φ值计算：直探头锻件探伤，找准缺陷最高波自动换算孔径ф值；●自动DAC、AVG曲线自动生成并可以分段制作，取样点不受限制，并可进行修正与补偿，满足任意探伤标准；●自动分析并显示回波次数。放大接收●硬件实时采样：150MHz，波形高度保真●闸门信号：单闸门、双闸门，峰值或边缘读数●增益调节：手动调节110dB(0.2dB、0.5dB、1dB、2dB、6dB、12dB步进)或自动调节至屏高的80% 探伤功能曲线包络和波峰记忆：实时检索并记录缺陷最高波φ值计算：直探头锻件探伤找准缺陷最高波自动计算缺陷定位：实时显示水平值L、深度值H、声程值S缺陷定量：实时显示SL定量值实时显示孔状缺陷Φ值缺陷定性：通过波形，人工经验判断 声光报警●闸门报警：进波报警、失波报警 数据存储●10个探伤通道，存储预先调校好各类探头与仪器的组合参数，自由输入任意行业探伤标准，方便存储、调用、与计算机通讯●内存300幅探伤波形及数据，实现存储、调出、打印、与计算机通讯传输。●内存30000个厚度值时钟记录实时探伤日期、时间的跟踪记录，并存储 控制接口高速USB、RS232两种接口与计算机通讯 技术参数扫描范围：0~6000mm 工作频率：0.4MHz～15MHz 垂直线性误差≤3% 水平线性误差≤0.2% 灵敏度余量＞62dB(深200mmΦ2平底孔) 分辨力＞50dB(5N14) 动态范围≥32dB 噪声电平：＜8% 硬采样频率150MHz 重复发射频率100~1000HZ 声速范围(m/s) 工作方式单晶探伤、双晶探伤、穿透探伤 数字抑制(0～80)%，不影响线性与增益 工作时间连续工作7小时以上(锂电池) 环境温度(-20～70)℃(参考值) 探头零点(ms)0.0~99.99 外型尺寸240×180×50(mm)
　　（1）超声波在介质中传播时，在不同质界面上具有反射的特性，如遇到缺陷，缺陷的尺寸等于或大于超声波波长时，则超声波在缺陷上反射回来，可将显示出来；如缺陷的尺寸甚至小于波长时，声波将绕过射线而不能反射； 　　（2）波声的方向性好，频率越高，方向性越好，以很窄的波束向介质中辐射，易于确定缺陷的位置。　　（3）超声波的传播能量大，如频率为1MHZ（100赫兹）的超生波所传播的能量，相当于振幅相同而频率为1000HZ（赫兹）的声波的100万倍　　关于超声波探伤仪技术　　超声波探伤仪就是频率高于20kHz、超出人们耳朵辨别能力并且穿透性很强的声波。是一种便携式工业无损探伤仪器，它能够快速、便捷、无损伤、精确地进行工件内部多种缺陷(焊缝、裂纹、折叠、疏松、砂眼、气孔、夹杂等)的检测、定位、评估和诊断。既可以用于实验室，也可以用于工程现场。广泛应用在锅炉、压力容器、航天、航空、电力、石油、化工、海洋石油、管道、军工、船舶制造、汽车、机械制造、冶金、金属加工业、钢结构、铁路交通、核能电力、高校等行业。
运用超声波反射原理对于材料中的缺陷进行无损侦测,超声波在被检测材料中传播时,材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响，通过对超声波受影响程度和状况的探测了解材料性能和结构变化的技术称为。　　彩屏超声波探伤仪是是彩色的，多颜色选择，适用于不同的光线条件，背光连续可调，更为直观和好看.　　超声波探伤仪的应用有很多，比如用超声的反射来测量距离，利用大功率超声的振动来清除附着在锅炉上面的水垢，利用高能超声做成 &&来消灭、击碎人体内的癌变、结石等，超声波探伤仪而利用超声的反射等效应和穿透力强、能够直线传播等的特性来进行检测也是其中一个很大的应用领域。 超声波探伤仪 的检测应用主要包括在工业上对各种材料的检测和在医疗上对人体的检测诊断，通过它人们可以探测出金属等工业材料中有没有气泡、伤痕、裂缝等缺陷，可以检测出人们身体的软组织、血流等是否正常。　　那么人们是怎么样利用超声来进行检测的呢？ 超声波探伤仪现在通常是对被测物体（比如工业材料、人体）发射超声，然后利用其反射、、透射等来获取被测物体内部的信息并经过处理形成图像。超声波探伤仪其中多普勒效应法是利用超声在遇到运动的物体时发生的效应来得出该物体的运动方向和速度等特性；透射法则是通过分析超声穿透过被测物体之后的变化而得出物体的内部特性的，其应用目前还处于研制阶段； 超声波探伤仪这里主要介绍的是目前应用最多的通过反射法来获取物体内部特性信息的方法。 反射法是基于超声在通过不同组织界面时会发生较强反射的原理工作的，正如我们所知道，声波在从一种介质传播到另外一种介质的时候在两者之间的界面处会发生反射，而且介质之间的差别越大反射就会越大，所以我们可以对一个物体发射出穿透力强、能够直线传播的超声波， 超声波探伤仪 然后对反射回来的超声波进行接收并根据这些反射回来的超声波的先后、幅度等情况就可以判断出这个组织中含有的各种介质的大小、分布情况以及各种介质之间的对比差别程度等信息（其中反射回来的超声波的先后可以反映出反射界面离探测表面的距离，幅度则可以反映出介质的大小、对比差别程度等特性），超声波探伤仪从而判断出该被测物体是否有异常。 在这个过程中就涉及到很多方面的内容，包括超声波的产生、接收、信号转换和处理等。其中产生超声波的方法是通过电路产生激励传给具有的晶体（比如石英、等），使其振动从而产生超声波；而接收反射回来的超声波的时候，这个又会受到反射回来的声波的压力而产生电信号并传送给电路进行一系列的处理，超声波探伤仪最后形成图像供人们观察判断。 这里根据图像处理方法（也就是将得到的信号转换成什么形式的图像）的种类又可以分为A型显示、M型显示、B型显示、C型显示、F型显示等。其中A型显示是将接收到的超声信号处理成波形图像，根据波形的形状可以看出被测物体里面是否有异常和缺陷在那里、有多大等， 超声波探伤仪主要用于工业检测；M型显示是将一条经过处理的探测信息按时间顺序展开形成一维的&空间多点运动&，适于观察内部处于运动状态的物体，超声波探伤仪如运动的脏器、等；B型显示是将并排很多条经过辉度处理的探测信息组合成的二维的、反映出被测物体内部断层切面的&解剖图像&（医院里使用的就是用这种原理做出来的），超声波探伤仪适于观察内部处于静态的物体；而C型显示、F型显示现在用得比较少。 超声波探伤仪 检测不但可以做到非常准确，而且相对其他检测方法来说更为方便、快捷，也不会对检测对象和操作者产生危害，所以受到了人们越来越普遍的欢迎，有着非常广阔的发展前景。仪器原理　　超声波在被检测材料中传播时,材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响，通过对超声波受影响程度和状况的探测了解材料性能和结构变化的技术称为超声检测。超声检测方法通常有穿透法、脉冲反射法、串列法等。　 　　现在通常是对被测物体（比如工业材料、人体）发射超声，然后利用其反射、多普勒效应、透射等来获取被测物体内部的信息并经过处理形成图像。超声波探伤仪其中多普勒效应法是利用超声在遇到运动的物体时发生的多普勒频移效应来得出该物体的运动方向和速度等特性；透射法则是通过分析超声穿透过被测物体之后的变化而得出物体的内部特性的，其应用目前还处于研制阶段； 超声波探伤仪这里主要介绍的是目前应用最多的通过反射法来获取物体内部特性信息的方法。 反射法是基于超声在通过不同声阻抗组织界面时会发生较强反射的原理工作的，正如我们所知道，声波在从一种介质传播到另外一种介质的时候在两者之间的界面处会发生反射，而且介质之间的差别越大反射就会越大，所以我们可以对一个物体发射出穿透力强、能够直线传播的超声波， 超声波探伤仪 然后对反射回来的超声波进行接收并根据这些反射回来的超声波的先后、幅度等情况就可以判断出这个组织中含有的各种介质的大小、分布情况以及各种介质之间的对比差别程度等信息（其中反射回来的超声波的先后可以反映出反射界面离探测表面的距离，幅度则可以反映出介质的大小、对比差别程度等特性），超声波探伤仪从而判断出该被测物体是否有异常。 在这个过程中就涉及到很多方面的内容，包括超声波的产生、接收、信号转换和处理等。其中产生超声波的方法是通过电路产生激励电信号传给具有压电效应的晶体（比如石英、硫酸锂等），使其振动从而产生超声波；而接收反射回来的超声波的时候，这个压电晶体又会受到反射回来的声波的压力而产生电信号并传送给信号处理电路进行一系列的处理，超声波探伤仪最后形成图像供人们观察判断。 这里根据图像处理方法（也就是将得到的信号转换成什么形式的图像）的种类又可以分为A型显示、M型显示、B型显示、C型显示、F型显示等。其中A型显示是将接收到的超声信号处理成波形图像，根据波形的形状可以看出被测物体里面是否有异常和缺陷在那里、有多大等， 超声波探伤仪主要用于工业检测；M型显示是将一条经过辉度处理的探测信息按时间顺序展开形成一维的&空间多点运动时序图&，适于观察内部处于运动状态的物体，超声波探伤仪如运动的脏器、动脉血管等；B型显示是将并排很多条经过辉度处理的探测信息组合成的二维的、反映出被测物体内部断层切面的&解剖图像&（医院里使用的B超就是用这种原理做出来的），超声波探伤仪适于观察内部处于静态的物体；而C型显示、F型显示现在用得比较少。 超声波探伤仪检测不但可以做到非常准确，而且相对其他检测方法来说更为方便、快捷，也不会对检测对象和操作者产生危害，所以受到了人们越来越普遍的欢迎，有着非常广阔的发展前景。
随着电子技术和软件技术的进一步发展，数字式仪有着广阔的发展前景。相信不久的将来，更加先进的新一代数字智能化将逐步取代传统的模拟探伤仪，以图像显示为主的探伤仪将会在工业检验中得到广泛应用。 　　目前某些数字或智能仪器已具有简单手动B扫描功能，能示意性地显示被检工件的像。随着技术的进步，将会有实用化带有探头输入的B扫描和C扫描功能，甚至可在便携式仪器上实现相控阵的B扫描和C扫描成像，使探伤结果像医用B超一样直观可见。 　　缺陷定性历来是一个疑难问题，至今仍主要依赖于探伤人员的经验和分析判断，准确性差。现代人工智能学科的发展为实现仪器自动缺陷定性提供了可能。运用模式识别技术和专家系统，把大量已知缺陷的各种特征量输入样品库，使仪器接受人的经验，并经过学习后而具备自动缺陷定性的能力。 超声波探伤仪常见问题解析，越来越多的用户在使用超声波探伤仪，但在使用超声波探伤仪常见问题出现后，很多用户却不清楚怎样解决，下面给大家介绍下超声波探伤仪常见问题解析：1、什么是无损探伤/无损检测？答：(1)无损探伤是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下，对被检验部件的表面和内部质量进行检查的一种测试手段。(2)无损检测：Nondestructive Testing(缩写NDT)2、超声波探伤与X相比较有何优的缺点？答：超声波探伤比X射线探伤具有较高的探伤灵敏度、周期短、成本低、灵活方便、效率高，对人体无害等优点；缺点是对工作表面要求平滑、要求富有经验的检验人员才能辨别缺陷种类、对缺陷没有直观性；超声波探伤适合于厚度较大的零件检验。3、超声波探伤的主要特性有哪些？答：(1)超声波在介质中传播时，在不同质界面上具有反射的特性，如遇到缺陷，缺陷的尺寸等于或大于超声波波长时，则超声波在缺陷上反射回来，探伤仪可将反射波显示出来；如缺陷的尺寸甚至小于波长时，声波将绕过射线而不能反射；(2)波声的方向性好，频率越高，方向性越好，以很窄的波束向介质中辐射，易于确定缺陷的位置。(3)超声波的传播能量大，如频率为1MHZ(100赫兹)的超生波所传播的能量，相当于振幅相同而频率为1000HZ(赫兹)的声波的100万倍。4、超生波探伤板厚14毫米时，距离波幅曲线上三条主要曲线的关系怎样？答：测长线Ф1 х 6 －12dB定量线Ф1 х 6 －6dB判度线Ф1 х 6 －2dB5、用超生波探伤时，底波消失可能是什么原因造成的？答：(1)近表表大缺陷；(2)吸收性缺陷；(3)倾斜大缺陷；(4)与钢板结合不好。6、简述超生波探伤中，超生波在介质中传播时引起衰减的原因是什么？答：(1)超声波的扩散传播距离增加，波束截面愈来愈大，单位面积上的能量减少。(2)材质衰减一是介质引起的吸收；二是介质界面杂乱反射引起的散射。7、CSK－ⅡA试块的主要作用是什么？答：(1)校验灵敏度；(2)校准性。8、用超生波对饼形大锻件探伤，如果用底波调节探伤起始灵敏度对工作底面有何要求？答：(1)底面必须平行于探伤面；(2)底面必须平整并且有一定的。9．超声波探伤选择探头K值有哪三条原则？答：(1)声束扫查到整个焊缝截面；(2)声束尽量垂直于主要缺陷；(3)有足够的灵敏度。10、超声波探伤仪主要有哪几部分组成？答：主要有电路同步电路、发电路、接收电路、水平扫描电路、显示器和电源等部份组成。11、发射电路的主要作用是什么？答：由同步电路输入的同步脉冲信号，触发发射电路工作，产生高频信号激励晶片，产生高频振动，并在介质内产生超声波。12、超声波探伤中，晶片表面和被探工件表面之间使用的原因是什么？答：晶片表面和被检工件表面之间的空气间隙，会使超声波完全反射，造成探伤结果不准确和无法探伤。13．JB1150－73标准中规定的判别缺陷的三种情况是什么？答：(1)无底波只有缺陷的多次反射波。(2)无底波只有多个紊乱的缺陷波。(3)缺陷波和底波同时存在。14．JB1150－73标准中规定的距离――波幅曲线的用途是什么？答：距离――波幅曲线主要用于判定缺陷大小，给验收标准提供依据它是由判废线、定量线、测长线三条曲线组成；判废线――判定缺陷的最大允许当量；定量线――判定缺陷的大小、长度的控制线；测长线――探伤起始灵敏度控制线。15．什么是超声场？答：充满超声场能量的空间叫超声场。16．反映超声场特征的主要参数是什么？答：反映超声场特征的重要物理量有声强、声压声阻抗、声束扩散角、近场和远场区。17．探伤仪最重要的性能指标是什么？答：、动态范围、水平线性、垂直线性、灵敏度、信噪比。18．超声波探伤仪近显示方式可分几种？答：(1)A型显示示波屏横座标代表超声波传递播时间(或距离)纵座标代表反射回波的高度；(2)B型显示示波屏横座标代表超声波传递播时间(或距离)，这类显示得到的是探头扫查深度方向的断面图；(3)C型显示仪器示波屏代表被检工件的投影面，这种显示能绘出缺陷的水平投影位置，但不能给出缺陷的埋藏深度。19．的主要作用是什么？答：1、探头是一个电声换能器，并能将返回来的声波转换成电脉冲；2、控制超声波的传播方向和能量集中的程度，当改变探头入射 角或改变超声波的扩散角时，可使声波的主要能量按不同的角度射入介质内部或改变声波的，提高分辨率；3、实现波型转换；4、控制工作频率；适用于不同的工作条件。20．为什么要加强超波探伤合录和报告工作？答：任何工件经过超声波探伤后，都必须出据检验报告以作为该工作质量好坏的凭证，一份正确的探伤报告，除建立可靠的探测方法和结果外，很大程度上取决于原始记录和最后出据的探伤报告是非常重要的，如果我们检查了工件不作记录也不出报告，那么探伤检查就毫无意义。21．无损检测有哪些应用应用时机：设计阶段；制造过程；成品检验；在役检查。应用对象：各类材料(金属、非金属等)；各种工件(焊接件、锻件、铸件等)；各种工程(道路建设、水坝建设、桥梁建设、等)。22．超声波焊缝探伤时为缺陷定位仪器时间扫描线的调整有哪几种方法？答：有水平定位仪、垂直定位、声程定位三种方法23．在超声波探伤中把焊缝中的缺陷分几类？怎样进行分类？答：在焊缝超声波探伤中一般把焊缝中的缺陷 分成三类：点状缺陷、线状缺陷、面状缺陷。在分类中把长度小于10mm的缺陷叫做点状缺陷；一般不测长，小于10mm的缺陷按5mm计。把长度大于10mm的缺陷叫线状缺陷。把长度大于10mm高度大于3mm的缺陷叫面状缺陷。24．超声波试块的作用是什么？答：超声波试块的作用是校验仪器和探头的性能，确定探伤起始灵敏度，校准扫描线性。25．什么是斜探头β的正确值？答：斜探头折射角的正确值称为K值，它等于斜探头λ射点至反射点的水平距离和相应深度的比值。26．当局部无损探伤检查的焊缝中发现有不允许的缺陷时如何办？答：应在缺陷的延长方向或可疑部位作补充射线探伤。补充检查后对焊缝质量仍然有怀疑对该焊缝应全部探伤。27．超声波探伤仪中同步的主要作用是什么？它主要控制哪二部分电路工作？答：同步电路产生同步脉冲信号，用以触发仪器各部分电路同时协调工作，它主要控制同步发射和同步扫描二部分电路。28．无损检测的目地？答：1、改进制造工艺；2、降低制造成本；3、提高产品的可能性；4、保证设备的安全运行。