超声波测量

测量频率超过16-20kHz的弹性波在岩体中传播速度的方法

超声波测量是指测量频率超过16-20kHz的弹性波在岩体中传播速度的方法。由于超声波的波长小，发射的定向性高。所以能精确地测定超声波传播速度。主要用于测试室内岩石试件，在测定范围小于1m时亦可用来测定围岩破裂、松动范围等。它所用的仪器与声波测量相同，仅发射装置所激发波的频率不同。测量频率为2-20kHz的弹性波在岩体中传播速度和衰减的方法。它可用以测量岩石动弹性模量、围岩的松动范围、应力的变化和岩体工程分类的有关参数等。用于测量岩体表面和声波测井的范围为5-10m。中国矿山常用于井下测定岩石声波传播速度的仪器有SYC-2和SYC-3型。

简介

超声波测量是指测量频率超过16-20kHz的弹性波在岩体中传播速度的方法。由于超声波的波长小，发射的定向性高。所以能精确地测定超声波传播速度。主要用于测试室内岩石试件，在测定范围小于1m时亦可用来测定围岩破裂、松动范围等。它所用的仪器与声波测量相同，仅发射装置所激发波的频率不同。

超声波测厚仪的工作原理

超声波测厚仪有脉冲式、共振式、兰姆波式三种类型。在石化行业中，使用较为普遍的是脉冲反射式声速预置型超声波测厚仪(通常采用焦距为5mm、频率为5MHz的组合双品直探头)其测厚原理如图1所示。

测厚仪的发射晶片在高频电脉冲触发下产生超声波T。超声波透过有机玻璃延迟块和耦合剂到达工件表面。其中一部分超声波被工件前表面反射回接收晶片形成界面反射波S，剩余部分则穿过工件在底面发生反射，反射波的一部分又穿过工件表面和延迟块到达接收晶片形成底面反射波B。接收晶片接收的超声波形示于图1a。因为界面反射波的波幅很小，低于检出电平，所以测厚仪上设置了调零旋钮。调节调零旋钮，改变零点调节脉冲的方波宽度，使之等于T到S的时间间隔(图1b)，以消除有机玻璃延迟块的影响(图1c)。实际测厚中，往往将探头放在标准厚度的试块上，调节调零旋钮，使测厚仪上的显示厚度值等于标准试块的厚度，从而间接地判别零点调节脉冲的宽度是否等于T至S的宽度，俗称“校零”。

声波测量

测量频率为2-20kHz的弹性波在岩体中传播速度和衰减的方法。它可用以测量岩石动弹性模量、围岩的松动范围、应力的变化和岩体工程分类的有关参数等。用于测量岩体表面和声波测井的范围为5-10m。中国矿山常用于井下测定岩石声波传播速度的仪器有SYC-2和SYC-3型。

声发射监测

受力岩体内部发生微小破坏时，释放的弹性能所形成的弹性波在可闻声范围，会发出声响，即声发射，在矿山常称为岩音或地音。单位时间内发生的地音次数称为地音(或岩音)频度，地音的频度、音量和音色是与岩体内应力状态变化、破坏程度相适应的，故可预报岩体的破坏。较大的声发射可由人耳直接听到。微弱的可利用地音仪收听。地音仪由探头、放大器、耳机或记录仪三部分组成，岩音振动经探头内侧拾振器转为电讯号，经前置放大后由电缆线输至主放大器放大，在输出端用耳机收听或记录仪记录。

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