冲击弹性波检测技术基本原理
冲击回波检测方法
冲击回波检测方法在冲击回波检测中，一种常见的方法是使用冲击工具，如小锤或冲击器，施加外力或冲击力在被检测物体上，然后通过传感器或微型加速度计来捕捉和记录材料中产生的回波信号。
这些回波信号包含了物体内部的信息，如材料的声速、密度和弹性模量等，以及材料中存在的缺陷、裂纹或损伤等。
然后，通过分析回波信号的幅度、时间延迟、频率特性等来评估材料或结构中的缺陷。
通常情况下，缺陷会导致回波信号的强度变化或者在时间轴上的延迟，这些变化可以用来确定缺陷的位置和形状。
此外，通过比较回波信号的频谱特性，也可以评估材料的质量和均匀性。
1.无损检测：冲击回波检测是一种非破坏性测试方法，不需要对被检测物体进行破坏性的操作。
2.快速高效：冲击回波检测可以快速地获取和分析回波信号，使得检测过程高效。
3.相对成本低：与其他无损检测方法相比，冲击回波检测的设备和材料相对较便宜，可以降低检测成本。
4.适用范围广：冲击回波检测方法适用于多种材料和结构，如金属、混凝土、陶瓷等。
然而，冲击回波检测方法也存在一些限制和挑战：1.材料质量影响：材料的质量和均匀性对冲击回波检测的结果有重要影响。
杂质、气泡或其他不均匀性可能会产生干扰信号，影响对缺陷的准确检测。
2.缺陷形状和尺寸限制：冲击回波检测方法依赖于回波信号的变化来评估缺陷，因此对于形状复杂、尺寸较小的缺陷，可能无法准确检测和评估。
3.操作技能要求：冲击回波检测方法需要操作人员具备一定的技能和经验，包括对设备的熟练操作和对回波信号的分析能力。
在实际应用中，冲击回波检测方法广泛应用于材料检测、结构评估和缺陷检测等领域。
例如，在工程领域中，可以使用冲击回波检测方法对建筑物中的混凝土结构进行评估，以及对桥梁和机械设备等进行缺陷检测。
此外，冲击回波检测方法也常用于医学领域中，用于评估人体内部器官和组织的结构和功能。
总而言之，冲击回波检测方法是一种简单、快速和有效的无损检测方法，广泛应用于不同领域。
冲击弹性波检测技术基本原理
冲击弹性波检测技术基本原理（宁波升拓检测技术服务有限公司浙江宁波）摘要：弹性波：是在固体材料中传播的物质粒子的微小振动传播形成的波，也曾被称为“机械波”、“应力波”、“地震波”等。
由于变形微小，物体处于弹性状态，因此被称为弹性波；冲击弹性波：通过人工锤击、电磁激振等物理方式激发的弹性波；无损检测技术，又称非破坏检查技术，就是在不破坏待测物质原来的状态、化学性质等前提下，利用物质中因有缺陷或组织结构上的差异存在而会使其某些物理性质的物理量发生变化的现象，以不使被检查物使用性能和形态受到损伤为前提，通过一定的检测手段来测试、显示和评估这些变化，从而了解和评价材料、产品、设备构件等被测物的性质、状态或内部结构等所采用的检查方法随着现代工业的迅速发展，对产品质量、结构安全性和使用可靠性提出了更高的要求，由于无损检测技术具有不破坏试件，检测快捷简便、精度高等优点，所以其应用日益广泛。
至今，无损检测技术在国内许多行业和部门，例如机械、粉末冶金、建筑、公路、铁道、隧道、桥梁、石油天然气、石化、化工、航空航天、船舶、电力、核工业、兵器、煤炭、有色金属、医疗机构、核工业、海关等，都得到广泛应用。
冲击弹性波无损检测技术的发展历程早在1960年代，弹性波（Elastic wave）的概念即被提出，并在物探等领域得到了广泛的应用。
1980年代开始，包括“Impact Echo”法在内的弹性波无损检测方法，在ASTM的多个规程中得到了体现（C597、C1383、D2845等） 2000年，日本土木学会设立了“弾性波法の非破壊検査研究小委員会”，提出了冲击弹性波“Impact Elastic Wave”的概念。
2009年，日本无损检测协会（日本非破壊検査協会、JSNDI）颁布了基于弹性波的技术标准（NDIS 2426，コンクリート構造物の弾性波による試験方法，Non-destructive testing of concrete-elastic wave method），并将超声波、打声法等均归为弹性波的范畴。
[学习]什么是冲击弹性波,它与超声波、声波有什么差别
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什么是冲击弹性波，它与超声波、声波有什么区别？1、名词解释当某处物质粒子离开平衡位置，即发生应变时，该粒子在弹性力的作用下发生振动，同时又引起周围粒子的应变和振动，这样形成的振动在弹性介质中的传播过程称为“弹性波”；而通过机械冲击在对象材料中产生的弹性波，又称为冲击弹性波。
冲击弹性波的产生一般有两种方法，即外力击打产生和由物体内部破损产生。
声波，弹性介质中传播着的压力振动。
声以波的形式传播着，我们把它叫做声波。
声波借助各种介质向四面八方传播。
图1-1声波的震荡波形我们把频率高于20000Hz的声波就叫做超声波。
击弹性波与超声波、声波的区别2.1 冲击弹性波与超声波的区别超声波的产生以钛酸钡，水晶，PZT等压电材料为主。
超声波一般具有如下特性：1) 频率高，一般在数百KHz以上；2) 通常以P波为主。
冲击弹性波和超声波的相同之处在于，冲击弹性波是由激振装置在固体表面击打产生的，同样，如果使用超声波探头在固体表面诱发振动，也能够在固体内部激发冲击弹性波。
因此，在固体中传播的超声波可以理解为能量比较弱，频率高的冲击弹性波，其与锤击等方式诱发的冲击弹性波并没有本质上的区别。
但是，由于激振以及受信结构上存在差异，超声波和与这里所说冲击弹性波之间还是有一定的不同，存在着区别之处，主要体现在：1) 能量：冲击弹性波的能量远远大于超声波；2) 发振信号的频率特性和波长：超声波波长短，一般是几厘米，而用锤击激振产生的冲击弹性波波长几十厘米甚至更长。
因此，超声波的分辨率高，对细微的缺陷比较敏感，但衰减快，测试范围受到限制；3) 受信信号的频率特性：超声波的探头在保持高灵敏度的同时，其频率响应特性一般较差（典型的频率相应特性如图2-1，测试频域内几乎没有平坦部分）。
也就是说，超声波测试仪器对频率分析和振幅分析都比较困难。
而冲击弹性波测试一般采用加速度传感器，传感器在各种固定方式下，其频响曲线都有较长平坦部分（图2-1），有利于频谱分析和能量分析。
冲击回波法检测教学讲义
接收器
接收器
用于接收并响应被测结构中的应力波，将信号转换为可测量 的电信号。
接收器类型
常用的接收器有压电式、磁电式和电动式等，根据检测需求 选择合适的接收器。
数据采集系统
数据采集系统
用于采集、记录和显示接收器输出的电信号，以便进行分析和处理。
数据采集系统组成
包括信号放大器、滤波器、模数转换器和计算机等，确保数据采集的准确性和稳 定性。
在冲击回波法中，使用超声探头 接收反射回来的回波信号。回波 信号的强度和波形反映了界面的 性质和状态。
回波的处理
接收到的回波信号需要进行处理 ，包括信号放大、滤波、数字化 等步骤，以便后续的分析和处理 。
信号的分析与解释
信号的分析
对处理后的回波信号进行分析，提取 有关界面性质和状态的信息，如反射 系数、折射系数、声速等。
。
数据处理
根据实验目的对数据进行处理 ，如滤波、去噪等，以提高数
据质量。
结果分析
根据处理后的数据，分析材料 性能，如弹性模量、阻尼比等
，并得出结论。
结果评估与报告
对实验结果进行评估，撰写详 细的实验报告，包括实验目的
、方法、结果和结论等。
05
冲击回波法的实验结果与解释
实验结果展示
实验数据记录
详细记录每次实验的输入参数、实验步骤、实验环 境和实验数据，确保数据的完整性和准确性。
信号发生与采集
调整参数
通过信号发生器产生冲击信 号，并使用采集设备记录材
料对冲击信号的响应。
根据实验需求，调整信号发 生器和采集设备的参数，以
获取最佳的测试效果。
重复实验
为了确保数据的准确性 和可靠性，需要进行多
冲击回波法原理-韩锋
冲击回波法实验报告一工程概况北京铁路某段隧道二次衬砌混凝土厚度采用冲击-回波法实验检测，该隧道结构为一次喷护30cm 厚混凝土和二次模注20cm 厚混凝土复合衬砌形式，两次混凝土之间有一柔性防水层。
用冲击—回波法来检测该隧道二次衬砌混凝土厚度。
二实验依据(1)混凝土无损检测技术手册(2)铁路隧道工程质量检验评定标准；三实验目的和适用范围冲击-回波法是一种新的无损检测方法，用来测量结构混凝土厚度。
根据频谱图中最高峰值处的频率值来计算被测结构混凝土厚度，特别适合于单面结构，隧道衬砌、大坝等结构的检测。
四实验仪器冲击回波测试系统一般由冲击器（为可更换系列）、接收器、采样分析系统（主机、可与计算机连接）等组成。
实验采用同济大学自制U- Sonic 型超声检测仪, 该仪器具有数据波形采集、频谱分析功能. 设备有小钢球、宽带换能器、加速度计、信号采集系统( A/ D) 和微机等( 图4) .冲击回波法采集数据过程采用的传感器是YD 系列压电式加速度计( 电荷灵敏度: 0. 3 mV/ ( m #s- 2 ) ;频率范围: 0~20 kHz) , 它具有工作频带宽、体积小、质量轻、安装方便等特点, 适合于本实验选用.五实验前准备仪器准备：仪器的检查试测，避免仪器损坏，实验进行不畅通或结果不准确。
测点准备：测点选择及表面处理，表面无裂缝，被测点表面用砂轮将周围打磨。
六测试步骤1 冲击源冲击源应满足以下要求:①冲击接触时间必须是瞬态的,②冲击力有一定的能量能够激振起结构厚度的应力反射波;③避免干扰振动信号混入, 特别是与反射回波相近的频率成分。
2 信号接收冲击源冲击混凝土表面产生的振动由压缩波( P波) 、剪切波( S 波) 和瑞利波(R 波) 组成。
瑞利波沿表面传播; 压缩波、剪切波则向试体内传播, 当遇到试体与其他介质的界面时反射, 并在表面与界面之间形成多次反射。
冲击回波试验接收的主要是压缩波的反射回波信号。
冲击弹性波检测混凝土质量的基本原理
冲击弹性波检测混凝土质量的基本原理一.引言在混凝土、岩土、金属等固体物质中，通过力或应变发振产生的扰动波叫弹性波。
由于冲击弹性波用锤或其他激振使固体物质变形产生，因此其能够直接反映材料的力学特性，具有激振能量大、操作简单、便于频谱分析等特点，同时，对固体激振后，固体粒子的振动方向与弹性波传播方向不同，会形成不同的弹性波。
根据波动的传播方向与粒子的振动方向的关系分类如下：1）P 波（纵波、又叫疏密波）：波的传播方向与粒子运动方向平行；2）S 波（又叫横波）：波的传播方向与粒子运动方向垂直（粒子的运动方向与结构物表面平行的S 波也称为SH 波，与表面垂直的S 波为SV 波）。
P 波和S 波存在于物体的内部，因此也叫体波。
另一方面，在边界面附近，由于边界条件的约束则产生表面波（Rayleigh 波、Love、Lame 波等）：1）R 波（Rayleigh 波、瑞利波、雷利波）：由P 波和SV 波合成。
R 波的大部分能量集中在约1 个波长深度范围内，是代表性的表面波。
由于它的衰减比其他的体波少，在结构物表面激振和传播的信号主要是R 波。
2）Love（洛夫）波：当下层材料坚硬，上层结构松软时，由SH 波合成产生。
3）Lame 波：又叫板波。
在板厚度较薄的板状体，由上下两面反射的波合成。
二.弹性波特性弹性波产生后，在固体中传播过程中，具有多种特性（如传播特性、衰减特性、反射特性等），利用这些特性可以测试结构物的各种病害。
传播特性前面已经叙述，弹性波中各有成分波，其传播速度也各有不同。
弹性波中，P波的传播速度最快。
而P波在固体中传播时，其传播速度与结构尺寸有关系。
当固体的3维尺寸大于P波波长时，P波的传播速度为三维波速；当固体为平板，而P波波长较长的场合，P波速度为2维速度；当固体为桩、立柱等细长物体而P波波长较长时，其P波波速为1维速度。
根据相关研究，容易得出V P1:V P2:V P1=1:1.021:1.054(泊松比取为0.20)的关系。
冲击试验机的工作原理 冲击试验机工作原理
冲击试验机的工作原理冲击试验机工作原理冲击试验机是指对试样施加冲击试验力，进行冲击试验的材料试验机，紧要用于测定金属材料在动负荷下防范冲击的性能，被广泛用于多个领域中。
紧要来介绍一下冲击试验机的工作原理。
冲击试验机的工作原理：冲击试验机被冲击的试样在受锤冲击的瞬间，分为手动摆锤式冲击试验机，半自动冲击试验机，非金属冲击试验机，数显半自动冲击试验机，微机掌控冲击试验机。
数显全自动冲击试验机通过高速负荷测量传感器产生信号，经高速放大器放大后，由A/D快速转换成数字信号送给计算机进行数据处理，同时通过检测角位移信号送给计算机进行数据处理，精准明确度高。
加装高速角位移监控系统和力检测传感器和放大器，经计算机高速采样，数据处理，可显示N—T和J—T曲线，数据存盘，数据报告打印等，能瞬时测定和记录材料在受冲击过程中的特性曲线，通过更换摆锤和试样底座，可实现简支梁和悬臂梁两种形式的试验。
高处与低处温冲击试验机的故障排出是怎么做的高处与低处温冲击试验机是金属、塑料、橡胶、电子等材料行业必备的测试设备，；用于测试材料结构或复合材料，在瞬间下经极高温及极低温的连续环境下所能忍受的程度，得以在最短时间内检测试样因热胀冷缩所引起的化学变化或物理损害。
分为两厢式和三厢式，区分在于试验方式和内部结构不同，产品符合标准为：GB/T2423.1—2023试验 A 、GB/T2423.2—2023试验B、GB—T10592—2023、GJB150.3—198、GJB360A—96方法107温度冲击试验的要求。
故障排出1.在高温试验中，如温度变化达不到试验温度值时，可以检查电器系统，逐一排出故障。
如温度升得很慢，就要查看风循环系统，看一下风循环的调整挡板是否开启正常，反之，就检查风循环的电机运转是否正常。
如温度过冲厉害那么就需要整定PID的设置参数。
假如温度直接上升，过温保护，那么，掌控器出故障，须更换掌控仪表。
2.在试验运行过程中蓦地显现故障时，掌控仪表上显现对应的故障显示提示并有声讯报警提示。
冲击试验 a类
冲击试验 a类
冲击试验A类是一种常见的实验方法，用于评估材料或结构在冲击力下的性能表现。
本文将介绍冲击试验A类的基本原理和应用领域，以及该试验的步骤和注意事项。
冲击试验A类是一种通过施加冲击负荷来测试材料或结构的抗冲击性能的实验方法。
它广泛应用于航空航天、汽车工程、建筑结构等领域。
冲击试验A类的基本原理是利用冲击装置施加冲击负荷到被测试材料或结构上，然后通过测量其变形、破坏或其他性能参数来评估其抗冲击性能。
这一实验方法可以模拟真实工作条件下的冲击载荷，从而帮助工程师评估和改进产品的设计和材料选择。
冲击试验A类的步骤通常包括以下几个方面：首先，确定试验目的和要求，并选择合适的冲击装置和测试设备。
然后，准备被测试材料或结构，并确保其符合试验要求。
接下来，根据试验要求设置冲击负荷的参数，如质量、速度和形状等。
然后，将冲击负荷施加到被测试材料或结构上，并记录其变形、破坏或其他性能参数。
最后，根据试验结果进行数据分析和评估，并提出改进建议。
在进行冲击试验A类时，需要注意以下几个方面：首先，确保试验设备和仪器的准确性和可靠性。
其次，遵循安全操作规程，保护试验人员和设备的安全。
此外，应注意选择适当的试验条件，以保证
试验结果的可靠性和可比性。
最后，对试验结果进行合理解释，并根据需要进行进一步的试验和分析。
冲击试验A类是一种常用的实验方法，用于评估材料或结构的抗冲击性能。
通过理解冲击试验A类的基本原理和步骤，以及注意事项，我们可以更好地应用这一方法，并为产品的设计和改进提供有力的支持。
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冲击弹性波检测技术基本原理
3.3.1 噪声的种类 ........................................................................................................48 3.3.2 硬件降噪技术 ...................................................................................................49 3.3.3 软件降噪技术（一）移动平滑滤波 ..............................................................49 3.3.4 软件降噪技术（二）带通滤波 ......................................................................51 3.3.5 软件降噪技术（三）经验模态分解法（EMD） .........................................51 3.3.6 软件降噪方法的效果比较 ...............................................................................55 3.4 频谱分析技术 ......................................................................................................57 3.4.1 FFT 解析（高速傅立叶变换） ........................................................................57 3.4.2 MEM（最大熵法）频谱分析方法 .................................................................58 3.4.3 FFT 与 MEM 的对比 ..........................................................................................60 3.4.4 相关分析 ............................................................................................................63 3.5 数据分析及判断 .................................................................................................64 3.5.1 基本统计方法 ...................................................................................................64 3.5.2 异常数据识别方法 ...........................................................................................65
第2章
第3章
2.5.3 对金属弹性模量的测试 ...................................................................................35 冲击弹性波信号的测试和分析基础 ...............................................................................36 3.1 信号测试（传感器与放大器的基础） ............................................................36 3.1.1 测试对象 ............................................................................................................36 3.1.2 振动信号的拾取 ...............................................................................................37 3.1.3 传感器的选型 ...................................................................................................38 3.1.4 传感器的固定方法 ...........................................................................................40 3.1.5 传感器共振的修正 ...........................................................................................42 3.1.6 传感器电缆的固定 ...........................................................................................43 3.2 信号测试（AD 转换的基础） ...........................................................................44 3.2.1 AD 转换的基本概念 .........................................................................................44 3.2.2 采样及采样精度 ...............................................................................................45
本报告对应设备
1、 本公司生产的各类检测设备 2、 本公司生产的预应力混凝土桥梁远程监测系统
参考资料
1、 《土木工程检测与测试》 ，高等教育出版社， 2015 年 2 月。
冲击弹性波检测...................................................................................................................................................5 术语..........................................................................................................................................................5 符号说明 .................................................................................................................................................6 第1章 前言 .........................................................................................................................................7 1.1 无损检测技术概要 ...............................................................................................7 1.2 冲击弹性波无损检测技术的发展历程 ..............................................................8 弹性波的基本原理 ................................................................................................................9 2.1 冲击弹性波的基本概念 .......................................................................................9 2.1.1 振动和波的概念 .................................................................................................9 2.1.2 弹性波的分类 .....................................................................................................9 2.1.3 弹性波的基本方程 ...........................................................................................12 2.1.4 体波与面波 ........................................................................................................15 2.1.5 振动与波动的基本要素 ...................................................................................16 2.2 冲击弹性波的产生 .............................................................................................17 2.2.1 打击产生冲击弹性波 .......................................................................................18 2.2.2 损伤以及冲击弹性波的发生（AE） ..............................................................20 2.2.3 激振信号强弱对测试的影响 ..........................................................................20 2.3 冲击弹性波的传播 .............................................................................................23 2.3.1 弹性波的传播速度 ...........................................................................................23 2.3.2 波的衰减 ............................................................................................................26 2.4 冲击弹性波的反射特性 .....................................................................................28 2.4.1 在两种媒介垂直入射的情况 ..........................................................................28 2.4.2 中间有不同夹层的情况 ...................................................................................30 2.4.3 其它传播性质 ...................................................................................................31 2.5 弹性波和超声波的比较 .....................................................................................33 2.5.1 超声波的基本概念 ...........................................................................................33 2.5.2 超声波和冲击弹性波的异同 ..........................................................................34