超声检测技术论文大全11篇

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（一）射线检测

射线检测技术一般用于检测焊缝和铸件中存在的气孔、密集气孔、夹渣和未融合、未焊透等缺陷。另外，对于人体不能进入的压力容器以及不能采用超声检测的多层包扎压力容器和球形压力容器多采用Ir或Se等同位素进行γ射线照相。但射线检测不适用于锻件、管材、棒材的检测。

射线检测方法可获得缺陷的直观图像，对长度、宽度尺寸的定量也比较准确，检测结果有直观纪录，可以长期保存。但该方法对体积型缺陷（气孔、夹渣）检出率高，对体积型缺陷（如裂纹未熔合类），如果照相角度不适当，容易漏检。另外该方法不适宜较厚的工件，且检测成本高、速度慢，同时对人体有害，需做特殊防护。

（二）超声波检测

超声检测（UltrasonicTesting，UT）是利用超声波在介质中传播时产生衰减，遇到界面产生反射的性质来检测缺陷的无损检测方法。

超声检测既可用于检测焊缝内部埋藏缺陷和焊缝内表面裂纹，还用于压力容器锻件和高压螺栓可能出现裂纹的检测。

该方法具有灵敏度高、指向性好、穿透力强、检测速度快成本低等优点，且超声波探伤仪体积小、重量轻，便于携带和操作，对人体没有危害。但该方法无法检测表面和近表面的延伸方向平行于表面的缺陷，此外，该方法对缺陷的定性、定量表征不准确。

（三）磁粉检测

磁粉检测（MagneticTesting，MT）是基于缺陷处漏磁场与磁粉相互作用而显示铁磁性材料表面和近表面缺陷的无损检测方法。

在以铁磁性材料为主的压力容器原材料验收、制造安装过程质量控制与产品质量验收以及使用中的定期检验与缺陷维修监测等及格阶段，磁粉检测技术用于检测铁磁性材料表面及近表面裂纹、折叠、夹层、夹渣等方面均得到广泛的应用。

磁粉检测的优点在于检测成本低、速度快，检测灵敏度高。缺点在于只适用于铁磁性材料，工件的形状和尺寸有时对探伤有影响。

（四）渗透检测

渗透检测（PenetrantTest，PT）是基于毛细管现象揭示非多孔性固体材料表面开口缺陷，其方法是将液体渗透液渗入工件表面开口缺陷中，用去除剂清除多余渗透液后，用显像剂表示出缺陷。

渗透检测可有效用于除疏松多孔性材料外的任何种类的材料，如钢铁材料、有色金属材料、陶瓷材料和塑料等材料的表面开口缺陷。随着渗透检测方法在压力容器检测中的广泛应用，必须合理选择渗透剂及检测工艺、标准试块及受检压力容器实际缺陷试块，使用可行的渗透检测方法标准等来提高渗透检测的可靠性。

该方法操作简单成本低，缺陷显示直观，检测灵敏度高，可检测的材料和缺陷范围广，对形状复杂的部件一次操作就可大致做到全面检测。但只能检测出材料的表面开口缺陷且不适用于多孔性材料的检验，对工件和环境有污染。渗透检测方法在检测表面微细裂纹时往往比射线检测灵敏度高，还可用于磁粉检测无法应用到的部位。

（五）声发射检测

声发射（AcousticEmission,AE）是指材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂，以弹性波形式释放出应变能的现象。而弹性波可以反映出材料的一些性质。声发射检测就是通过探测受力时材料内部发出的应力波判断容器内部结构损伤程度的一种新的无损检测方法。

压力容器在高温高压下由于材料疲劳、腐蚀等产生裂纹。在裂纹形成、扩展直至开裂过程中会发射出能量大小不同的声发射信号，根据声发射信号的大小可判断是否有裂纹产生、及裂纹的扩展程度。

声发射与X射线、超声波等常规检测方法的主要区别在于它是一种动态无损检测方法。声发射信号是在外部条件作用下产生的，对缺陷的变化极为敏感，可以检测到微米数量级的显微裂纹产生、扩展的有关信息，检测灵敏度很高。此外，因为绝大多数材料都具有声发射特征，所以声发射检测不受材料限制，可以长期连续地监视缺陷的安全性和超限报警。

（六）磁记忆检测

磁记忆(Metalmagneticmemory,MMM)检测方法就是通过测量构件磁化状态来推断其应力集中区的一种无损检测方法，其本质为漏磁检测方法。

压力容器在运行过程中受介质、压力和温度等因素的影响，易在应力集中较严重的部位产生应力腐蚀开裂、疲劳开裂和诱发裂纹，在高温设备上还容易产生蠕变损伤。磁记忆检测方法用于发现压力容器存在的高应力集中部位，它采用磁记忆检测仪对压力容器焊缝进行快速扫查，从而发现焊缝上存在的应力峰值部位，然后对这些部位进行表面磁粉检测、内部超声检测、硬度测试或金相组织分析，以发现可能存在的表面裂纹、内部裂纹或材料微观损伤。

磁记忆检测方法不要求对被检测对象表面做专门的准备，不要求专门的磁化装置，具有较高的灵敏度。金属磁记忆方法能够区分出弹性变形区和塑性变形区，能够确定金属层滑动面位置和产生疲劳裂纹的区域，能显示出裂纹在金属组织中的走向，确定裂纹是否继续发展。是继声发射后第二次利用结构自身发射信息进行检测的方法，除早期发现已发展的缺陷外，还能提供被检测对象实际应力---变形状况的信息，并找出应力集中区形成的原因。但此方法目前不能单独作为缺陷定性的无损检测方法，在实际应用中，必须辅助以其他的无损检测方法。

二、展望

作为一种综合性应用技术，无损检测技术经历了从无损探伤(NDI)，到无损检测(NDT)，再到无损评价(NDE)，并且向自动无损评价(ANDE)和定量无损评价(QNDE)发展。相信在不员的将来，新生的纳米材料、微机电器件等行业的无损检测技术将会得到迅速发展。

参考文献：

[1]魏锋，寿比南等.压力容器检验及无损检测：化学工业出版社，2003.

[2]王自明.无损检测综合知识：机械工业出版社，2005.

[3]沈功田，张万岭等.压力容器无损检测技术综述：无损检测，2004.

[4]林俊明，林春景等.基于磁记忆效应的一种无损检测新技术：无损检测，2000.

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随着混凝土结构的广泛使用，其质量检测和性能评估是目前土木工程界迫切需要解决的问题。由于结构混凝土无损检测技术能反映结构物中混凝土的强度、均匀性、连续性等各项质量指标，对保证新建工程质量，以及对已建工程的安全性评价等方面具有无可替代的重要作用，因而越来越受到人们的重视。

1 超声检测技术概述

超声法是一种广泛用于混凝土缺陷探测的方法，混凝土的物理力学性能与超声波在其中的传播速度及其他声学参数有很好的相关性。超声波的探测精度能满足缺陷探测要求，但以目前的超声仪及换能器，当超声波换能器正对测试时，在混凝土中的最大穿透距离只能达到10m左右，而当换能器错开一定距离时，穿透距离仅能达到2、3m。显然超声波换能器无法满足长距离探测的要求。采用稀土超磁致伸缩材料制作的超磁致换能器，具有发射功率大、发射频率高、穿透距离远、接收信号频带宽、重复性好、余振短等优点，能够同时兼顾到传播距离及检测分辨率，是一种理想的长距离探测震源。超磁致换能器发射中心频率为10-50kHz，处于可闻声波及超声波频段。将超磁致换能器和超声波换能器发射产生的应力波统称为声波。

目前，超声探伤常用的缺陷分析判断方法有经验法、数理统计法、数值判据法和模糊判别法。经验法，即依据超声探伤的基本原理判别缺陷。其结果依赖于检测人员的实践经验，漏判和误判严重。数理统计法简单易行，但是只能对单个声学参数进行统计意义上的判断，且物理意义不明确。数值判据法须根据测试值建立合理的物理模型，经适当的数学处理后，找出一个可能存在缺陷的临界值作为判断的依据。模糊判别法是计算各声学参数相对于正常获异常的隶属度，然后将各个声学参数加权平均得到综合的相对于正常或异常的隶属度。由于测试分析方法本身的局限性，以上方法仍处于定性或半定量水平，都只对缺陷的定位具有一定精度，而对缺陷的大小、形状及性质难以给出定量的结果，从而给最终准确评价带来困难。超声波的频率范围为20kHz至15MHz，超声发生器则是由产生超声频振荡的电子线路和换能器(传感器)组成。超声层析的应用范围很广，早在世界二次大战期间，超声层析在军事监测方向就获得了比较满意的效果，以后更广泛地应用于医学之中；此外，超声层析在工业无损探伤方面用途也很广。

2 超声无损检测技术在工程中的运用分析

超声无损检测属于弹性波法。在各种无损检测方法中，超声无损检测是当前无损检测工作中研究最活跃、发展最快的检测方法。目前，超声脉冲检测技术已成为检测工程结构质量的重要手段之一。其主要优点是有效探测距离长，测试精度高，设备简单且无污染。

将超声技术技术应用于混凝土质量检测中，其理论依据是混凝土的质量与声速有较好的相关性，首先在被测混凝土结构物某断面上，将测区划分成网格，发射换能器在一侧某点发射，接收换能器在另一侧所有点上接收，使每个网格都有2条以上的测线通过，利用声时通过反演技术获得测区各部分的波速分布图，从而确定缺陷区的位置、尺寸以及缺陷本身的波速，推断缺陷的类型、强度等。

2.1 超声无损检测的基本原理

根据弹性波的运动学和动力学特征，弹性波层析成像方法可以分为两大类：一是以运动特征为基础的射线层析成像；二是以动力学特征为基础的波动方程层析成像。

作为反演声波穿透的射线层析成象，其基本思想是根据声波的射线几何运动学原理，将声波从发射点到接收点的旅行时间表达成探测区域介质速度参数的线积分，然后通过沿线积分路径进行反投影来重建介质速度参数的分布图像。

混凝土声波CT无损检测技术就是根据声波射线的几何运动学原理，利用最先进的声渡发射、接收系统，在被检测块体的一端发射，在另一端接收，用声波扫描被检测体，然后利用计算机反演成像技术，呈现被检测体各微小单元范围内的混凝土声波速度，进而对被检测体作出质量评价。

2.2 观测系统布置

根据混凝上结构物的形状特点，对结构物常用的测线布置方式为：白色点为接收点，黑色点为激发点。理论及实践都证明，三侧激发一侧接收，所得反演效果最好。射线密度达到要求。一般检测过程中测线都采用该方式布置，激发边和接收边道间距，1般在20-50cm范围。在结构物两端的部份，可适当加密激发点和接收点，以利于增加射线密度。根据结构物的临空面不同，可采用合适的测线布置。

2.3 观测系统完备性评价

观测系统完备是声波CT结果可靠性的基本保障。观测系统的完备性是通过单元的射线密度和射线正交性来衡量的。因此，射线密度和射线正交性就成了表征观测系统完备性的I爵个重要指标，它们是观测系统可靠性评价的有效方法。为保证声波CT结果的可靠性和分辨率，要求研究区内每个单元体内的射线超过40条，同时要求每个单元体内通过的射线其交角至少有一组大于60°，其交角的正弦值大于0.87。

2.4 后期成像

所用软件为TDSoft的《工程CT》，该软件有模块化设计、文件格式要求清晰、处理速度快等优点。软件共有数据输入、射线追踪、速度反演三个主模块和正交性分析一个辅助模块组成。最后通过网格化、成图、导出DXF格式等多个步骤的处理，最终得到混凝土声波CT波速反演图。

3 结语

无损检测技术是以无损检测手段探明被检测体内部缺陷的有无、大小、位置和性质的专门技术。在工程中，需要根据工程构件材料的性能和工程条件具体选择恰当的检测方法。其中，弹性波方法是工程中最为常用的方法之一，特别适合混凝土构件、岩土体等工程问题的无损检测工作。射线理论和射线方法是研究弹性波传播理论的重要方面之一，针对不同的工程材料和工程条件探索研究弹性波射线追踪方法，对于许多工程问题的分析研究具有重要的意义。

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1 引言

在现行的检测技术中，无损检测被越来越多的人接受，成为了一种新的检测方式，特别是在各种大型工程、地下工程中得到广泛应用。在桥梁基桩桩身完整性检测中，声波透射法充分发挥了其准确性高，可定量分析出桩身缺陷的大小和确切部位的优点，具有较高的实用价值。

2 声波透射法测试原理及方法

内部的结构特性与外部环境条件等很多因素会制约混凝土的物理力学性质，混凝土的应力应变关系反应于它的声波传播特性。根据弹塑性介质中的波动理论，其应力波波速为：

其中E为介质的动态弹性模量；ρ为密度；μ为泊松比。混凝土的弹性模量和介质的强度之间存在一定的相关性。超声检测的理论依据是混凝土介质的物理力学指标（强度、密度、动弹模等）与超声波的各种传播参数（波幅、声时值、衰减系数和声速等）之间的相关关系。当混凝土介质的构成材料以及均匀度、施工条件等所有内、外因素大多数一致时，超声波在其中的传播参数也会是一致的；超声波在传播中遇到存在缺陷的混凝土介质时，超声波会产生异变，声时、声速、声幅、频谱等各项参数都会产生变化，检测桩基完整性可通过高精密声波发射-接收仪器及传感器来记录与描述。

3 声波透射法测试方法

3.1 主要仪器设备

超声检测仪器设备主要采用：中国科学院武汉岩土研究所RSM-SY5智能声波检测仪1台及CH-1型声波跨孔测试换能器3只。

3.2 检测方法

首先向所有被检测的混凝土灌注桩预埋声测管内注满清水，用钢卷尺准确测量出桩顶各个声测管之间的净距离。缓缓将声波跨孔测试换能器分别置于预埋管中的两个声测孔的底部，让其高度保持一致，记录好深度，每隔25cm布置一个测点，基桩声波透射法现场检测示意图参见图1。为保证检测的准确性，确保各测点发射与接收换能器累计相对高差不大于2cm，并且随时校正其高度，如果发现测试结果异常，则必须对数据不合理部位重新检测。缺陷的位置和范围通过对测、斜测、交叉测及扇形扫测等各种测试方法确定。以每两声测管为一个测试剖面，对同一基桩所有剖面分别进行检测。

图1 桩基声波透射法现场检测示意图

3.3 数据处理及判定

可以用以下三种情况来判定桩身混凝土异常的临界值：

（1） 声速判据

在混凝土中超声波的传播速度（波速）Vp依据实测声时值tp、测距L计算得出：

其中：

t0为声时值初读数，t/为声时值修正值。

式中D为测管外径，d为测管内径，d/为换能器外径，Vt为检测管壁厚度方向声速，Vw为水的声速。

μp（μt）、σv（σt）分别为波速平均值和波速标准差。

如果实测混凝土声速值低于声速临界值，则应将其作为可疑缺陷区。

（2） 波幅判据

用波幅平均值减6dB作为波幅临界值，当实测波幅低于波幅临界值时，应将其作为可疑缺陷区。

式中 AD―波幅临界值（dB）；

Am―波幅平均值（dB）；

Ai―第i个测点相对波幅值（dB）；

n―测点数。

（3） PSD判据

采用斜率法作为辅助异常判据，当PSD值在某测点附近变化明显时，应将其作为可疑缺陷区。

式中：tci---第i个测点的声时；

tci-1---第i-1个测点的声时；

Zi---第i个测点的深度；

Zi-1---第i-1个测点的深度；

如果发现混凝土声速和波幅值出现异常并判为可疑缺陷区，必须用水平加密、等差同步或扇形扫测等方法进行更细致的测量，结合波形分析确定桩身混凝土缺陷的位置及其严重程度。

4 结语

随着现代铁路、公路的繁荣发展，很多重点工程都要求对桩基进行超声波无损检测。声波透射法优点众多，具有很广阔的市场前景。本文浅析声波透射法的基本原理和检测方法，旨在给该领域提供简单参考，还有很多缺陷和不足，有待进一步去完善。

参考文献

[1] 中华人民共和国行业标准.建筑基桩检测技术规范（JGJ 106 C 2003），北京：中国建筑科学研究院，2003

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①Xi'an University of Architecture and Technology School of Management，Xi'an 710055，China；

②Zhonghe Quality of Testing in Wuhan Co.，Ltd.，Wuhan 430082，China；③Hezhou University, Hezhou 542800，China）

摘要：声速、声时、声幅、主频这四个声测参数是判断桩基完整性的主要依据。而在实际桩检中，各参数都不能达到足够的精度评判出桩身质量的好坏，必须经过综合比较加以确定，仅评某一参数的异常来作出判定容易得出相左的结论。并且PSD、声速参数可以归为同一参数。

Abstract： Four sounding parameters of acoustic speed, acoustic time, acoustic amplitude and basic frequency are the foundation of judging integrity of foundation pile. In the actual test of pile, each parameter is not precise enough to judge the pile quality. We must judge through comprehensive comparison. Certain abnormal parameter can not be used to make judgement; otherwise, contrary conclusions are easily obtained. And parameter of PSD and acoustic speed can be classified as same parameter.

关键词：基桩检测 声测判据 精度

Key words： test of foundation pile；sounding criterion；precision

中图分类号：TU7文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）19-0095-02

0引言

应用超声波投射混凝土检测桩体完整性，是一个成熟而又年轻的方法。说其成熟是因为，在国内经历了近五十年的研究，已经获得了大量的研究成果，其判断依据已经逐步成熟起来，各种声测参数能够比较准确的获得并用以判别分析。说其年轻是因为，各参数的分析深度有待加强，无法使用一个参数来做出质量评定，而最重要的是无法将桩体的强度即使用性能，通过各参数反映出来。

1各参数研究脉络

目前，各参数的研究都已经开展，并且提出了许多的判据，而各判据的使用却存在一定的局限。

南京水利科学院罗骐先早年曾提出一种判断缺陷的方法，即“概率法”，此方法经多年实践已经作为判断缺陷的基本方法列入各类超声波规程中 [1-2]。该方法粗略认为，正常混凝土的声学参数是符合正态分布的缺陷是由过失误差引起，它的声学分布不符合正态分布。湖南大学吴慧敏等[3]在对郑州大桥灌注桩的超声波透射法检测结果的判定过程中，提出了一种判断桩内缺陷的方法，以“声参数一深度”曲线相邻两点之间的斜率与声参数差值之积为判断依据，简称“判据”。该方法认为缺陷处波速明显变小，即声时明显变大，与相邻正常测点对比，形成一突变。巫英凯、黄永莱、王根清等[4]在中国水利学会第二届混凝土无损检测学术会议上提出了“基桩混凝土无损检测一超声波脉冲NFP法”。广州建科院陈如桂[5]提出了“逆概率解释法”，它在概率法和PSD判别法的基础上以随机函数为前提，在有干扰的基础上分离有用的强弱异常，进一步克服传统方法中错判和漏判缺陷的缺点。福建省建筑科学研究院叶健[6]提出了“声波透射法桩基检测技术中声测管距真实管距求解及CBV判据”。河南交通基本建设质量检测监督站阎光辉[4]提出了“PSD、V、A综合判断法”，其分别将PSD、V、A判据，根据工程经验进行细化，再加以综合考虑。南京水利科学研究院宋人心等[7]提出了“灌注桩声波透射法缺陷分析方法一阴影重叠法”，将加密对测和斜测的检测结果标示于检测剖面图上，可以更直观的分析判断缺陷的范围。

超声波透射法检测混凝土灌注桩桩身缺陷、评价其完整性的依据是通过测定声波经过混凝土传播后各种声学参数的量值得出的，声波在有缺陷介质中传播路径如图1。目前混凝土质量检测中所用的声学参数主要有波速、波幅、频率及波形。混凝土的波速与其弹性性质及混凝土内部结构有关波幅是表征声波穿过混凝土后能量衰减程度的指标之一，它的强弱与混凝土的弹塑性有关，它对缺陷区反应比声时更为敏感接收波主频率实质是介质衰减作用的一个表征量，当遇缺陷时衰减严重接收波形可以根据波形畸变程度作为判断缺陷的参考依据。这几种声学参数都是判断混凝土质量的重要参量。

2各类判据的评判

声速、声时、声幅、主频这四个声测参数是判断桩基完整性的主要依据。其中，声幅、主频、声时是仪器中实测的绝对数值，能直接表达桩身材料的一定性能。而声速却是一个相对变动参数，其准确数值的获得必须要另一非判据参数-测距的确定来间接计算得出。

2.1 测距在声测过程中测距参数是在隐蔽工程中难以实测的数据，其参数的获得只有通过测量管口的管间距来间接反映桩身管间距，而规范中对声测管间距测试精度要求为1%，这在实际施工中是难以达到的。声测管一般为金属材料制作而成，其变形一般较小，而在实际施工中，特别是深桩施工中，累积长度的扭曲往往较大，再由于绑扎不牢等因素的存在，易使声测管出现扭曲，这样就无法保证声程的一致性。而在实际检测工作中，常见到桩头或桩底出现声时值的快速滑移现象。而导致声时滑移的因素主要有两个，一是介质性质发生变异，二是声程发生变化导致声时变化。这些影响因素的存在，是检测工程师们所熟知的，并且通过规范易知声测是粗侧混凝土的完整性，而对混凝土的其它性质无法统一给出。这样就限定了声测的应用范围，使其工程应用领域偏狭。

2.2 声时值在超声检测中声时参数是一个相当重要的参数。其数值的获取由设备自身自动获得，为声测唯一准确值。声时值作为一个声测判据，能够反映混凝土的质量差异。当声时出现突变时，一般认为混凝土质量存在差异。而声时差异出现的另一因素是，声测管的扭曲变形，往往这种差异仅仅表现在声时值的变化中，同样会对声速值产生一定的影响，而从其他判据中可以看到比较正常的波形，特别是对于波幅参数中。

2.3 PSD判据与声速而从另一个方面来看，声测的声时实测值为PSD判据的推定依据，同样声速为声时推演值，因此二参数的判断依据与判断结果必定是一致的，声速的减少声时必增加，表现在判据曲线上，声速的下凹，而在PSD对应位置为曲线的上凸。因此，二判据具有高度的一致性，即二判据可以舍一，仅取声速判据足以。

2.4 波幅和主频参数而对于其它两参数，波幅与主频的稳定性更差。主频离散性太强，几乎布满了整个频域限定的范围，因此主频只是用于对声波收发波束的筛选功能，无法作为一具体的桩身质量判据。波幅判据为一稳定性较高的判据，但是其判断精度也无法保证，因其反映的是接收到的首波的波幅值，而一般首波波幅较后续叠加波小很多，也就是说只要接受探头能够接收到频域范围内的声波则声幅值比较稳定，除非缺陷较大，波能损失殆尽，通过波幅可以反映出部分缺陷。

2.5 各参数的改进分析综上可以看出在有价值的判断中声速值是一最敏感的参数。而声速值的由来却无法得到准确的保证。在实测资料中经常获得≥5km/s的声速值，已接近钢材的声速值，而实验室中标准试件的声速值为3.8-4.6km/s，因此这一较大数据的采集得不到有效的理论解释，而地下桩体中常含有比标准试件更多的裂隙和水，而裂隙和水的存在只会减少声速，而不会增加声速值，这就给我们提出了一个新的研究课题，对声速测量的准确化。

在上文中提到了，声速、测距、声时是三个相关参量，只有知道两个才能确定第三个，因此可以通过一定的技术手段是测距能够准确化来换算声速值。

对于波幅的研究多是通过首波波幅值来反映桩身质量，对于后续波形形态的研究较少。因为后续波形为声波在混凝土内部经复杂的反射、折射、绕射等过程得到的，分析起来具有较大难度，并且其分析价值的多少还有待进一步细化研究。

3结语

通过对各参数的对比分析，可以看出，虽然超声检测已经历了几十年的发展到目前已经成为在工程中成熟应用的基桩检测技术，但是却存在着一个难以逾越的难题。这就是对桩身质量的定量化评定，以上各种手段都难以做到定量化，并且各有利弊，需要综合考虑来评定桩身质量。

而工程实际应用的桩体，是桩身的综合评定，即桩身在存在缺陷的情况下能不能达到设计要求的强度。大量学者都研究了声速与强度的关系，但是由于影响因素过多，无法形成统一的函数关系。这也成为一个亟待解决的问题。

参考文献：

[1]陈凡，徐天平，陈久照等.基桩质量检测技术[M].北京:中国建筑工业出版社，2003.222-313.

[2]建设部一建筑基桩检测技术规范[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.

[3]罗骇先.半个世纪的回顾一混凝土声学检测技术在我国的发展[J].第七届全国建筑无损检测技术学术会议论文集，2001.

[4]阎光辉，何荣裕.基桩完整性PSD、V、A综合判断法[J].岩土工程界，Vll.5(1).

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随着人们生活方式的变化发展和生存环境的改变，近些年来急性肺栓塞的发病率逐年升高，发患者数逐年增加，而且该疾病的诊断和治疗呈现愈加复杂的局面。急性肺栓塞具有较高的死亡率，仅次于恶性器官肿瘤和急性心肌梗塞。在对急性肺栓塞患者进行治疗时，科学有效的诊断结果是治疗的依据和重要保障，医疗工作者们需要不断提高急性肺栓塞临床诊断的有效检出率，才能对患者实施有效的救治，缓解患者病情[1-2]。D-二聚体是一种机体纤维蛋白物质出现降解后的产物，它的表达水平能够对凝血酶的生理学活性和纤维蛋白的生成情况做出明确反应，用它来检测患者机体内血栓形成的敏感性具有可行性且能达到较高的准确性[3]。本次研究通过对D-二聚体在急性肺栓塞临床诊断中发挥的作用，评估其使用特点和临床应用价值，希望可为急性肺栓塞的临床诊断提供诊断经验，帮助提高诊断的有效检出率。现做报道如下。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取我院2012年12月～2014年1月接受诊断治疗的100例在入院后先进行肺动脉多层螺旋CT或MRI初步检查，进行了血凝常规和D-二聚体检测。疑似急性肺栓塞患者作为考察对象。收集、整理临床检测资料，对资料进行归类整合，对诊断结果进行细致分析。100例患者中男性患者60例，女性患者40例，年龄在32～68岁，平均年龄为（48.36±5.87）岁，所有患者均在发病后立即入院接受诊断治疗，病程在1～24h，入院时的主要临床表现症状为胸部疼痛、胸闷、呼吸困难、发热等。

1.2标本采集 肘正中静脉采血1.8ml于真空枸橼酸钠溶液（浓度：109mmol/l）抗凝管内，枸橼酸钠溶液：血液为1：9抗凝， 并充分颠倒混匀（应避免过度振摇，引起溶血）。标本采集完毕后应及时送检。以3000r/min 离心10min，分离血浆待测。与采血后2h内完成测定。

1.3仪器、试剂、检测方法 日本东亚SESMEX CA-7000型全自动血凝分析仪，血浆D-Dimer测定试剂，参数设置及校准、质控品均由积水医疗科技（中国）有限公司 提供。 D-二聚体检测为乳胶微粒增强免疫比浊法，由专业的操作人员来完成检测任务，操作步骤必须按照试剂盒说明书的严格规定，确保检测结果相对准确[4-6]。

1.4检测结果评判标准 样本DD浓度>500ng/ml，则为阳性检测结果。

1.5统计学分析 采用SPSS 22.0数学统计软件进行统计，计量数据以平均数（x±s）形式展示，对计数资料采用t检验，对计量资料采用χ2检验，P

2 结果

根据诊断结果将患者分为两个组：急性肺栓塞组和非急性肺栓塞组。100例疑似急性肺栓塞患者中有50例患者确诊为急性肺栓塞，另外50例患者均为非急性肺栓塞。两个不同患者组的患者在年龄、性别、病情病程、检测时间、文化水平等方面的差异不具有统计学意义，两组患者的诊断结果具有可比性（P

3 结论

急性肺栓塞是比较常见多发的急性心脑血管系统急性重症疾病，发病原理是血栓以及其他类型的栓子对肺循环中的动脉系统造成了梗阻，致使肺循环发生急性病变。急性肺栓塞是一种拥有较高死亡率的疾病类型，是医疗工作者们重点攻克的医学难关。

急性肺栓塞发病之后容易导致右心功能衰竭，甚至会造成循环系统的瘫痪，对患者的生命安全造成极大的威胁。绝大多数的急性肺栓塞患者在发病时没有典型的临床症状特点和生命体征变化，这种情况导致了临床诊断时容易出现误诊和漏诊。另外急性肺栓塞本身病情复杂多样且变化发展速度快，更为临床诊断增加了困难，在诊断技术水平低下和诊断设备落后的情况下，极易出现诊断不准确的情况，为临床治疗带来了极大的风险，不利于患者的治疗和康复。因此实现较高的急性肺栓塞检出率是实施有效治疗的先决条件[6]。

传统的超声造影手段是一直沿用的有效诊断方式，对急性肺栓塞患者血样的阳性诊断率约为88.00%左右，虽然能达到一定的有效检出率，但是超声投影检测会对患者机体造成一定的损害。检查中所使用的造影剂会对患者的肝肾功能造成一定程度的影响，并会产生毒副作用，同时还会对肺动脉的血压带来影响。所以综上所述，超声投影检测技术需要本身的改进，或者需要更科学的更健康的检测技术来代替或辅助超声投影的检测诊断作用。

D-二聚体表达水平检测诊断具有简单迅速、准确实用的特点，而且不会对患者的机体造成损害，相较于超声检测技术诊断而言有诸多诊断优越性。

D-二聚体是一种机体纤维蛋白物质出现降解后的产物，它的表达水平能够对凝血酶的生理学活性和纤维蛋白的生成情况做出明确反应。D-二聚体的检测原理：机体内大量血栓形成可以显著激活纤溶生理系统，使血栓出现溶解，从而产生形体大小和组织结构差异性较大的多种降解产物，D-二聚体是其中的一种，血清中D-二聚体表达水平有明显的升高时，可以提示血栓形成和血栓降解的现象，它是一种反映高凝状态和继发纤溶功能变化的有效敏感物质。血清样本D-二聚体浓度为500ng/ml是一个界定点，大于这个标准即为阳性，小于这个标准即为阴性。通过对血清D-二聚体阳性阴性的检测，可以比较精确的诊断急性肺栓塞患病与否。只需要抽取患者血样，在实验室内进行检验操作，几乎不对患者身体和疾病造成不良影响。

本次研究结果显示，急性肺栓塞患者的D-二聚体检测表达平均水平明显高于非急性肺栓塞患者的D-二聚体检测表达水平。急性肺栓塞患者的D-二聚体检测诊断的敏感性为92.00%（46/50），特异性为82.00%（41/50）。较高的急性肺栓塞检出率为临床治疗提供了科学有效的依据，保证了患者的诊断和治疗质量，促进了疾病的治愈康复。D-二聚体检测在急性肺栓塞临床诊断中发挥重要作用，拥有较大的应用价值，值得临床推广。

参考文献：

[1]方建江，李波，何旭娟，等.血浆肌钙蛋白I、B型钠尿肽及D-二聚体检测在急性肺栓塞预后评估中的意义[J].中国呼吸与危重监护杂志：论著，2012，11（1）：61-64.

[2]熊国均.临床评分、D-二聚体检测对急性肺栓塞的诊断价值[D]天津医科大学硕士学位论文，2011，05，01.

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1.前言

钽铌铍及其合金材料现已被广泛应用在航空、航天、医疗、石油、化工等行业。随着应用领域的不断扩大，对产品的检测要求越来越高，要稳固占领市场，就要有质量稳定的产品，同时要为用户提供各种无损检测报告。国内外用户已明确提出对订购的钽、铌、铍加工材进行无损检测。其中超声波探伤是无损检测的一种重要方法，其次还有着色渗透探伤法，超声波测厚法，耐压水压检测法等。无损检测是始终与材料质量、安全联系在一起的一门极其重要的应用技术，对其质量控制和安全使用起着举足轻重的作用。我分厂钽铌铍及其合金管、棒、板材品种多、规格杂，采用各种无损检测方法可以检测材料内部或外部的缺陷，为提高信誉度、稳定生产工艺、控制中间转料、出厂产品质量提供依据。

2各种无损检测方法原理及应用

2.1超声波探伤原理及应用

探伤仪按缺陷显示方式分类分为：A型、B型、C型、三种显示，我厂采用的均为A型，A型显示是一种波形显示，探伤仪荧光屏的横坐标代表声波的传播时间（或距离），纵坐标代表反射波的幅度。由反射波的位置可以确定缺陷位置，由反射波的幅度可以估算缺陷大小。原理如图1：

超声波检测仪工作原理：同步电路产生周期性的同步脉冲信号。一方面它触发发射电路（或经触发延迟在时间上做适当延迟后触发发射电路）产生一个持续时间极端的电脉冲加到探头内的压电换能器上，激励品片产生脉冲超声波。另一方面，同步脉冲经过扫描延迟，在时间上适当延迟后控制扫描发生器产生线性较好的锯齿波，经过轴放大器放大后加到示波管Y轴偏转板上，使光点从左到右随时间做线性地移动。超声波透过偶合剂射入试件。在试件内部传播的超声波遇到界面或缺陷时即产生反射，这种超声回波已停止激振的原探头接收，转变成电脉冲输入高频放大器。经检波电路再由祝频放大器进一步放大后加到示波管的Y轴偏转板上，这是光点不仅在水平线上按时间作线性移动而且还要受Y轴偏转板上电压的影响做垂直运动，从而在扫描线上就出现波形。根据反射回波在扫描线上的位置可确定试件中界面或缺陷与换能器间的距离，荧光屏上显示的波高一般与换能器接收到的超声波声压成正比，故可据以评定反射回波的声压大小。

1－时基电路2－扫描延迟3－扫描发生器4－X轴放大5－接收电路6－高频放大及衰减器7－检测电路8－视频放大器9－同步电路10－发射电路11－示波管12－示波管荧光屏13－换能器14－试件

图1超声波检测仪工作原理图

在我们厂超声波探伤法应用几乎涉及了钽、铌、铍及其合金的管、棒、板材，贯穿了整个工艺流程，超声波探伤可以检测出料中的气孔、夹渣、裂纹及组织的不连续。我们厂从原料铸锭的领取到成品发货均需要超声波检测。钽铌铸锭在电弧熔炼过程中会产生封顶缩尾缺陷，如果锯切不干净，那么在以后压力加工中将越裂越大，导致整节铸锭的报废，超声波可发现封顶缩尾缺陷，可以及时切除。钽、铌及其合金棒材在加工过程中，由于前期很多是锻造的，会出现裂，用超声波探伤可以检测出来，并且可以分析裂的产生原因及状态，根据实际情况，判断物料是切除还是改做它用。钽、铌及其合金管材也是我们的主要产品，它们主要应用于化工防腐行业，对超声波探伤这方面要求也比较严格，我们用超声波自动水浸探伤可以大批量的对管材进行内壁和外壁的扫查，可以迅速检测出内壁和外壁的凹坑、夹渣、沟槽、裂纹等等缺陷，并自动剔除。海蓝公司是我们铍铜的最大客户，曾经因为产品的内部缺陷而退货，现在我们在超声波检验铍铜管棒的技术已经比较成熟，海蓝、7103厂、西安煤院等客户对我们的超声波技术也比较认可。

2.2着色渗透探伤法原理及应用

着色渗透探伤法是在测试材料表面使用一种液态染料，涂上该有色液体染料后，并使其在体表保留至预设时限，然后再涂上显影剂，在正常光照下观察即能辨认的有色液体。可广泛应用于检测大部分的非吸收性物料的表面开口缺陷，无需额外设备，便于现场使用。

着色渗透探伤法的优点是灵敏度较高，检测成本低，使用设备与材料简单，操作轻便简易，显示结果直观并可进一步作直观验证，其结果也容易判断和解释，检测效率较高。缺点是受试件表面状态影响很大并只能适用于检查表面开口型缺陷，如果缺陷中填塞有较多杂质时，不容易检出。

目前我们的钽、铌、铍及其合金的φ14.4以下的小规格拉制棒材在修料中是工人用肉眼判断表面是否有缺陷，这种目视检测法效率很低并且失误率很高，如果料表面的缺陷没有被发现，没有及时修理干净，那么遗留到后序的继续加工中，缺陷将越来越多，越来越大，如果投入到拉丝工序中，拉出的丝将会断掉，这不仅是人力物力的浪费，成材率也很难上去。目前我们渗透检测应用于钽铌铍φ14.4以下的拉制棒材，检验各种裂纹、麻坑、粘料等开口型缺陷，这就大大减少了工人的劳动强度，并且可以很快很准确的检测出缺陷，及时修理，效率很高。

2.3超声波测厚原理

测量超声波在工件上下底面之间往返一次传播的时间来求得工件的厚度。

数字超声测厚仪内部有计算电路，可以计算出来时间，再换算成工件厚度显示出来。如图2

图2超声波测厚原理示意图

我们的壁厚仪范围在0.102mm~254.00mm之间,精度达±0.025mm。目前我们应用它来检测各种规格材质的管材壁厚，如在调轧过程中，需要时时监控管材的壁厚，原来是调一段，切下来有尺子量，这样效率低浪费材料准确度还差，用超声波测厚效率很高而且可以整根测量。管材和板材的中间部位或是很厚的材料，壁厚尺根本量不到，用壁厚仪就很轻松的量到任何一个需要控制的点。

2.4渗漏试验的原理及应用

渗漏试验是专门检验液体或气体从承压容器中漏出或从外面渗入真空容器中的无损检测技术。渗漏试验分为不用示踪气体的压力系统和利用示踪气体检测器的压力系统。我们所选的是不用示踪气体的压力系统的气密性试验。

下面介绍我们所用的三种压力系统检测法：水压测试、气压检测和氦质谱检漏法。

2.4.1水压测试的原理及应用

如图，盛放在密闭容器内的液体，其外加压强p0发生变化时，只要液体仍保持其原来的静止状态不变，液体中任一点的压强均将发生同样大小的变化。即帕斯卡定律（在密闭容器内，施加于静止液体上的压强将以等值同时传到各点p=p0+ρgh），利用水为工作介质静压力传递进行工作如图3。该方法主要是检验料的强度。

图3帕斯卡定律P1/S1=P2/S2

我们所检测直径φ4－φ60、长度≤6米钽、铌及其合金管，铍青铜管材，水压额定试验压力2.0Mpa,工作试验压力10Mpa。我们用泵把压力加到8Mpa-10Mpa时，保持10S，当发现管材表面有渗水或管材破裂扭曲时，说明它的强度达不到标准，将判该管材不合格。

2.4.2气压检测原理及应用

气压检测是来自空压机产生的高压气源，经控制系统测控后，经高压软管输送给试样，当漏孔的两侧存在压差时，气体就通过漏孔从高压侧向低压侧流动，如果在低压侧施加适当液体后，漏孔处将会吹起一个个气泡，从而可以发现漏孔的存在。类似于自行车补车胎。

我们所检测直径φ4－φ60、长度≤6米钽、铌及其合金管，铍青铜管材的气压额定试验压力1Mpa,工作试验压力0.7Mpa。该方法主要是检验料的气密性，它简单可靠、使用方便、能定出漏孔的位置，成本低。

需要强调的是：水压试验千万不能用气压试验代替！！！水压试验为强度试验，气压试验为密封试验。一般气体容器先强度试验而后气密试验。若反之，一旦容器强度失误，它的爆炸威力“一个压力”在一平方厘米的面积上的压力是1公斤。也是现在说的一个大气压。

2.4.3氦质谱检漏法原理及应用

该方法是通过质谱室是用来检测氦的分压强。当质谱室内的总压强(真空度)低于10Mpa时，电离室中由钨丝制成的灯丝启动，加热后产生高速电子轰击离子源中的气体分子，使分子电离。大部分的气体分子都能变成离子，离子在电场中被(加速电压)加速，从而进入与其垂直的偏转磁场，不同质量数的离子其偏转半径不同。加速电压使得氦离子可以打到放大器的入口(电子倍增器)，从而检测出氦离子流的强度，氦离子流与容器内的氦分压成正比，因此对氦离子的测量可以确定被检件的漏率。氮质谱检漏仪是用氦气为示漏气体的专门用于检漏的仪器，它具有性能稳定、灵敏度高的特点。是真空检漏技术中灵敏度最高，用得最普遍的检漏仪器。其灵敏可达10～10Pa.m／s。如图4。由于氦气的分子直径很小，本身是惰性气体，很安全，用它可以检测出很小的漏点，该方法在我厂常用于φ10---φ60mm钽、铌及其合金管材的漏点。

图4质谱室工作原理图

3展望

近几年NDT技术无论是在声学、电学还是磁学方面都有很大的进步，NDT技术有广泛的应用，应用NDT可以用较少的劳力和开支对钽铌铍加工材的质量进行动态或静态，长期或短期的测量和监控，目前我们厂在加工材方面的无损检测技术起步较晚比较薄弱，主要表现在人员素质还不是很高，数量偏少，设备陈旧落后，资金欠缺，技术不成熟，还未形成规模化系统化检测流水线。随着科技的不断发展，客户对NDT技术提出了更高更严的要求，由于我们的技术达不到，很多客户因此流失，在产值和声誉方面受到了很大的损失。因此我要努力向同行学习，多做实验多看资料，提高我们的技术水平和人员素质，我们的NDT技术现在仍有很多问题极具挑战性，鼓励我们要投入更大的热情和人力物力来促进它的发展。

参考文献

1 中国机械工程学会无损检测学会编.超声波检测.第2版.北京:机械工业出版社,2000

2 超声波探伤》编写组编著.超声波探伤.北京:电力工业出版社,1980

3 郭成彬等。认识数字超声探伤仪.无损检测,2004,26(3):149-154

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随着“西气东输”工程的启动，被称誉为国家的重大生命线――油气长输管道在我国进入建设和发展的高峰期。高质量的焊管是保证管道安全、经济、高效可靠运行的基础和根本保障，目前螺旋埋弧焊技术广泛地应用于石油化工钢管和压力容器的制造中，但遗留在焊缝中的缺陷产生失效行为，导致管道破裂与爆炸。因此焊缝缺陷检测和跟踪系统是机械、冶金、石油化工等焊管制造中必不可少且尤为重要的环节。

传统的x射线检测技术在焊缝质量检测方法中占有重要地位，检测结果可以作为焊缝缺陷分析及其质量判断的重要依据。常用的x射线检测方式一般是由有经验的专业检测人员在实时图像或者照相底片上人工完成，工作量较大，检测结果的可靠性在很大程度上取决于检验者的主观因素[1]，而且x射线探伤法存在辐射性、人工读片的不确定性弊端，用计算机实现自动评片因缺陷特征和类别的复杂性难以达到满意的效果，不能与现代化大生产的实际完全适应。因此，近年来国内外的相关技术人员利用计算机、图像处理及模式识别等现代技术，在焊缝及其缺陷的自动识别方面进行了许多有意义的探索和研究，取得了相当多的进展[2]。文献[3]在程序的控制下，输入装置顺序扫描底片，产生与底片内容相对应的连续图像，然后经AD转换，生成8bit灰度图像，存入设定缓冲区。图象处理软件对离散图像作相关处理，分类识别，评定结果准确实时地提交给输出设备，供用户使用。用计算机评定焊接射线底片是无损探伤领域的一次技术革命。但拍摄图像的亮度差、对比度低时对缺陷误检、漏检的几率仍然大。一些学者采用神经网络等来自动辨识缺陷[4]，而可移植性差，过学习和推广性较差等原因降低实用性。

据统计，现在世界上有1/2的金属制品是靠焊接完成的，焊接在现代工业中具有非常重要的作用。焊缝跟踪是实现焊接自动化的一项关键技术，直接影响到焊接质量[5]。所以有必要寻求一种具有识别率高、容噪能力强的技术进行油气长输管道焊缝的跟踪检测。

基于核的机器学习方法，简称为核机器学习方法（Kernel Machine Learning）或核方法[6-8]，是近年在机器学习领域涌现的一类新模型与新方法的总称。其基本思想是对一些只涉及样本间内积运算的学习方法，通过改变内积定义的方式，用事先定义的核函数取代内积，从而得到与原学习方法对应的非线性版本。核机器学习方法不仅可以高效分析蕴藏在样本集内部的非线性关系，简化了欲解决的问题，并且能借助核技巧规避特征空间内的内积运算因映射函数而可能引发的维数灾难。

在核机器学习这类方法中，有用于分类与回归的高斯过程（GP）模型、支持向量机（SVM）、最小最大概率机（MPM）、核最近邻（KNN）、核贝叶斯判别（KBD ）、核最小平方误差（KMSE）判别、核Fisher判别（KFD）与核感知器（KP）等；有用于聚类的核自组织映射（KSOM）、核聚类和核Adatron方法等；有用于特征提取的核主成分分析（KPCA）、核独立成分分析（KICA）等；也有用于特征选择的核规范相关分析（KCCA）、核投影寻踪（KPP）和核匹配追踪（KMP）方法等。当然上面列举的仅是一些最典型的核机器学习方法，限于篇幅还有上百种方法不能一一列举。核机器学习方法与常规的模式识别方法（如人工神经网络）相比优势明显，若能将之应用于管道焊缝特征提取、特征选择以及缺陷预测，利用它们优良的性质和强大的功能，必将能大幅度提升检测准确度。

利用核机器学习方法进行油气管道焊缝跟踪研究，使得在检测系统中融入贝叶斯推理成为可能，因为贝叶斯推理与机器学习技术本来就密不可分。在机器学习过程中融入推理过程有诸多优势，具体对焊缝缺陷检测而言可以提升焊缝跟踪系统的智能化程度。这是因为：第一，可以将从焊缝图片资料中获得的一些图像信息作为先验知识无缝融入检测过程，进一步提升检测准确度与智能化程度；第二，在检测时可预设一组概率规则，推理遵循该规则逐步实现，从而使整个检测过程既有条理又有层次。

利用核机器学习方法进行油气管道焊缝检测，也使得在检测系统中引入多源信息融合技术成为可能，因为多源信息融合与机器学习同样密不可分。在管道检测中，焊缝的孔隙度、灰度等多个因素分别揭示了焊缝图像各个方面的特性，在进行缺陷检测时需要将各方面的信息进行综合考虑。而信息融合正是利用多方面的信息资源，采用数学方法和计算机技术对各种信息在一定准则下加以自动分析、综合和使用，获得比单一信息更精确、更完全和更可靠的解释。因此在焊缝跟踪系统中引入多源信息融合技术可以综合多种焊缝属性信息，减小方法不同所带来的不确定性，从而实现综合检测。

综上所述，核机器学习提供了一个良好的平台，以之为基础开发一套管道焊缝自动跟踪系统至少具有三点优势：第一，核机器学习方法本身的特性能保证检测系统具有很高的准确度；第二，以核机器学习为主的平台能引入贝叶斯推理，保证检测系统具有很高的智能化程度；第三，在检测中采用了多源信息融合技术，因此所开发的系统能进行综合检测。况且，核机器学习方法在人脸识别、视频分析与移动通信等领域均取得了优异的应用效果。

在国内在埋弧焊焊缝缺陷检测领域开展核机器学习理论与应用研究是一个新思路新方法，核机器学习理论及其模型有助于提高缺陷有无的识别率，在焊管缺陷的在线识别与预测这一新领域中必将具有较好的应用前景。

参考文献：

[1] 郑世才. 关于缺陷影像识别的讨论[J]. 无损探伤， 2002， （1）： 5-8

[2] 巴晓艳，滕永平. 焊缝缺陷的计算机模式识别方法的研究[A].全国射线检测技术及加速器检测设备和应用技术交流会论文集[C]， 郑州：2001，50-54

[3] 傅德胜. 焊接缺陷计算机自动识别模式的研究[J] . 控制与决策，1998， 13： 469-474

[4] 刘志远，裴润等. 一种焊缝缺陷自动超声检测系统[J]，焊接学报，2002，23（3）：71-74

[5] 高向东，丁度坤，赵传敏. 机器视觉型焊缝跟踪技术[J].焊接，2006，50（2）：19-23.

[6] Xu J. et al. Kernel perceptron algorithm[R]. Beijing： Department of Automation， Tsinghua University， 2000.