báo cáo lý sóng âm

14 7 0
  • Loading ...
1/14 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 25/02/2019, 22:15

1 PHẦN 1: MỞ ĐẦU Mỗi năm, châu Âu chi hàng tỉ euro để xây sửa chữa đường xá Người ta nỗ lực không ngừng để giảm thiểu chi phí vào việc xây dựng đường cách phát triển phương pháp tối ưu thiết kế thẩm định chất lượng vật liệu Có vấn đề khó khăn khơng có biện pháp hiệu để kiểm tra độ vững bền an toàn đường Do vậy, đường không tồn lâu người ta mong đợi, việc xây dựng tiêu tốn nhiều tiền bạc xã hội Giờ đây, nhà khoa học trẻ phát triển phương pháp sử dụng sóng âm để đánh giá tình trạng đường việc xây dựng đường chuẩn hay chưa Theo Cục quản đường Thuỵ Sỹ, phương pháp kì vọng trở thành chuẩn mới, đem đến cải tiến đáng kể chất lượng tiết kiệm chi phí Sử dụng biện pháp này, người ta phát hư hỏng cầu, hầm, đập, nhà máy hạt nhân Do đó, tai nạn đáng tiếc hạn chế Ngày nay, hầu hết đoán dựa thuyết đúc rút từ vụ việc có trước Tính xác biện pháp thường không cao Một đường xây từ nhiều loại chất liệu khác nhau: sỏi, nhựa đường, khộng khí, nước khó để đốn định xem phản ứng với tình hình giao thơng tương lai tải trọng mơi trường Khơng giống tồ nhà, đường xây ngầm phần đất nên khó để kiểm tra mắt thường 2 PHẦN 2: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: LỊCH SỬ RA ĐỜI VÀ QUÁ TRÌNH THỬ TRUYỀN ÂM Trường hợp áp dụng thử thức thực Mỹ năm 1985, đến năm 1988 phương pháp truyền âm vật liệu kim loại bắt đầu thức ASME chấp thuận đưa vào tiêu chuẩn Quá trình thử truyền âm bao gồm bước sau: Chuẩn đầu dò: người ta dùng nguồn phát tín hiệu giả để kiểm tra chuẩn cho đầu dò, tiêu chuẩn đòi hỏi q trình bước phải thực trước lần thử nhằm kiểm tra tính xác đặt ngưỡng chấp nhận cho trình kiểm tra Chuẩn hệ thống: sau đầu dò gắn bồn, người ta sử dụng vật chuẩn (thường chuẩn đầu nhọn có chất liệu giống ruột bút chì) gõ lên bồn tạo tín hiệu đầu dò cảm biến Dựa mẫu chuẩn người ta hiệu chỉnh số lượng, khoảng cách độ khuyếch đại hệ thống Sau hoàn tất việc hiệu chuẩn, bồ tăng áp đến áp suất thử, theo quy trình chuẩn quy định tiêu chuẩn, ghi nhận xung khuyết tật có Báo kiểm tra ghi nhận tất xung khuyết tật, so sánh với ngưỡng chấp nhận đưa đánh giá tình trạng bồn 3 Các kiểm định viên thực phép thử truyền âm phải cấp chứng chỉ, thường người ta sử dụng hệ thống chứng ASNT (hiệp hội kiểm tra không phá hủy Mỹ) theo tiêu chuẩn SNT-TC-1A để đào tạo, kiểm tra cấp chứng CHƯƠNG 2: ĐỊNH NGHĨA ĐỊNH NGHĨA SÓNG ÂM Sóng âm dao động học (biến đổi vị trí qua lại) phân tử, nguyên tử hay hạt làm nên vật chất lan truyền vật chất sóng Sóng âm, giống nhiều sóng, đặc trưng tần số, bước sóng, chu kỳ, biên độ vận tốc lan truyền (tốc độ âm thanh) Đối với thính giác người, sóng âm thường dao động, dải tần số từ khoảng 20 Hz đến khoảng 20 kHz, phân tử khơng khí, lan truyền khơng khí, va đập vào màng nhĩ, làm rung màng nhĩ kích thích não Tuy nhiên sóng âmcó thể định nghĩa rộng hơn, tuỳ vào ứng dụng, bao gồm tần số cao hay thấp tần số mà tai người nghe thấy, không lan truyền không khí, mà vật liệu Trong định nghĩa rộng này, sóng âm sóng học theolưỡng tính sóng hạt vật chất, sóng coi dòng lan truyền hạt phonon, hạt lượng tử âm Cả tiếng ồn âm nhạc âm Trong việc truyền tín hiệu âm thanh, tiếng ồn dao động ngẫu nhiên khơng mang tín hiệu hình 2.1 hình 2.2 NGẮN GỌN VỀ CƠNG NGHỆ SÓNG ÂM Công nghệ dựa việc đo lường mức độ phân tán sóng âm Tương tự việc siêu âm y học, mục đích việc làm để nhận biết độ rắn độ dày vật liệu xây dựng, hay vết rạn nứt có Tốc độ lưu thơng sóng âm liên quan trực tiếp tới độ rắn vật liệu Những sai khác độ rắn sử dụng để đo lường độ dày lớp phát hư hại khơng nhìn thấy mắt thường Để đo đạc, người ta sử dụng sóng âm có tần số thấp, khoảng từ 50 – 10,000 Hz Sóng có tần số 20,000 Hz thường gọi sóng siêu âm Người ta khơng thể sử dụng sóng siêu âm cơng nghệ sóng siêu âm biến vài đeximet (1/10 mét) nhựa đường bê tông Tia X sử dụng cho bê tơng đắt đỏ phức tạp so với sóng âm 5 CHƯƠNG 3: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Phương pháp truyền âm dựa nguyên đơn giản: vật thể phát sinh vết nứt, trình nứt ln phát sóng siêu âm tắt dần dải tần số định.Bằng cách gắn đầu dò sóng siêu âm bề mặt vật thử theo sơ đồ thích hợp, xử số liệu độ trễ, biên độ tín hiệu nhận được, người ta xác định xác vết nứt phát sinh bề mặt bên kim loại trình thử Mặc dù nguyên đơn giản phương pháp bắt đầu áp dụng khoảng 15 năm trở lại Thực tế cho thấy kể tượng nứt, q trình thử bên kim loại ln lan truyền sóng siêu âm dải tần khác Tuy nhiên đặc điểm nhận biết sóng siêu âm vết nứt kim loại tạo chúng có tần số từ 100 - 400 kHz sóng dạng tắt dần Vì kỹ thuật kiểm tra truyền âm người ta ghi nhận xử tín hiệu có hai đặc tính Khi xuất vết nứt vùng trình thử, lúc có nhiều đầu dò khác nhận tín hiệu, nhiên độ dài đặc tính đường truyền âm đến đầu dò khác nên tín hiệu nhận khác Bằng việc so sánh tín hiệu người ta định vị xác vị trí độ lớn khuyết tật Một ưu điểm truyền âm phương pháp số biện pháp kiểm tra không phá hủy cho phép đánh giá cách tổng thể toàn kim loại bồn phương pháp khác đánh giá cách cục vùng kiểm tra Một hạn chế lớn phương pháp truyền âm chi phí thiết bị, đào tạo người lớn, áp dụng rộng rãi nước phát triển công nghiệp dầu mỏ Tuy nhiên với phát triển công nghệ tin học vật liệu, tin tương lai khơng xa, nhược điểm hồn tồn khắc phục Truyền âm biện pháp đắc lực góp phần nâng cao chất lượng, độ an tồn q trình kiểm định 6 Kiểm tra khơng phá hủy siêu âm phương pháp đa áp dụng cho ứng dụng phân tích vật liệu khác Trong người ta biết nhiều Kiểm tra không phá hủy siêu âm với ứng dụng thông thường đo chiều dày, phát khuyết tật, tạo hình ảnh âm học, sóng âm tần số cao sử dụng để phân biệt xác định số lượng số tính chất học, cấu trúc, kết cấu chất rắn chất lỏng Phân tích vật liệu siêu âm dựa nguyên vật lý: chuyển động sóng bị ảnh hưởng mơi trường mà truyền qua Do vậy, thay đổi bốn thơng số dễ dàng đo liên quan đến truyền qua vật liệu sóng âm tần số cao: thời gian truyền, độ suy giảm, tán xạ, tần số thường liên quan đến thay đổi tính chất vật độ cứng, mô đun đàn hồi, mật độ, độ đồng nhất, cấu trúc hạt Nguyên thẩm định bằngasong anh sang sử dụng dải tần số từ 50Hz đến 10000Hz Cả hai loại dao động dọc ngang sử dụng, sóng bề mặt sóng Lamb sử dụng ứng dụng đặc biệt Vì bước sóng ngắn nhạy với thay đổi mơi trường mà truyền qua, nhiều ứng dụng phân tích vật liệu sử dụng tần số cao để kiểm tra Các xung sóng âm tạo thu nhận đầu dò áp điện tiếp xúc âm với vật liệu kiểm tra Trong phần lớn trường hợp đầu dò đơn đặt lên mặt vật liệu kiểm tra thực hai chức phát thu (kỹ thuật xung vọng), số trường hợp vật liệu có độ suy giảm cao tán xạ mạnh, đầu thu đầu phát riêng rẽ đặt hai hai mặt đối diện vật liệu (kỹ thuật truyền qua) Sóng âm phát kích hoạt đầu dò đỉnh điện áp xung lực liên tục Sóng âm truyền qua vật liệu, phản xạ mặt đáy quay trở lại điểm phát ban đầu (xung vọng), thu đầu thu điểm (truyền qua) Tín hiệu thu sau khuếch đại phân tích 7 CHƯƠNG 4: DÒ TÌM KHUYẾT TẬT, VẾT RẠN NỨT Nguyên lý hoạt động Sử dụng nguyên lượng âm truyền qua môi trường truyền tiếp tục gặp mặt phân cách với mơi trường khác tán xạ phản xạ, phái mặt đường nhựa lớp đá sỏi cán hay vết rạn nứt bên mặt đường Quy trình Người kiểm tra đặt đầu thu phát sóng âm lên bề mặt đường xác định xung trở từ mặt đáy mặt đường, sau tìm xung xuất phía trước xung đáy có mặt cảu vết nứt trống rỗng tạo thành lớp Thơng qua phân tích tiếp theo, độ sâu, kích thước, hình dạng cảu cấu trúc tạo phản xạ xác định Năng lượng âm truyền đến mặt đáy mặt đường, phản xạ trước vết nứt tạo lớp bất liên tục tương tự tồn hinh 4.1 CHƯƠNG 5: ĐO CHIỀU DÀY MẶT ĐƯỜNG Nguyên lý hoạt đợng Sử dụng ngun đo xác thời gian hai xung siêu âm liên tiếp vọng đầu thu phàn xạ từ mặt đáy mặt đường nhựa, Tức là, phép đo chiều dày siêu âm thực từ bên theo kỹ thuật đo thời gian xung siêu âm liên tiếp vọng đầu thu phản xạ từ mặt phân cách phía xa đầu thu Quy trình Đầu dò thiết bị vốn tinh thể áp điện, phát sẹ kích hoạt xung điện ngắn, độ rộng vừa đủ để tạo chu kỳ sóng siêu âm Sóng siêu âm truyền vào chi tiết kiểm tra, đập vào mặt đáy phản xạ trở lại Một phần lượng sóng phản xạ vào đầu dò, phần lớn lượng sóng tiếp tục phản xạ từ mặt phân giới bên Như lượng sóng tiếp tục phản xạ qua lại giũa mặt phân phân giới triệt tiêu hoàn tồn Do tính chất áp điện, đầu dò chuyển sóng âm phản xạ thu thành tín hiệu điện Thời gian truyền vào khoảng vài μs Với vận tốc truyền âm V vật kiệu biết trước, người ta tính chiều dày mặt đường cơng thức đơn giản: d=V.t Trong : d : chiền dày mặt đường V : vận tốc truyền âm vật liệu làm đường t : thời gian truyền xung siêu âm mặt phân cách hình 5.1 CHƯƠNG 6: ƯU ĐIỂM VÀ HẠN CHÊ ƯU ĐIỂM: Một ưu điểm truyền âm phương pháp số biện pháp kiểm tra không phá hủy cho phép đánh giá cách tổng thể toàn kim loại bồn phương pháp khác đánh giá cách cục vùng kiểm tra Ngồi người ta sử dụng đầu dò truyền âm gắn cố định bề mặt bồn để theo dõi phát vết nứt phát sinh q trình vận hành Ưu điểm quan trọng kiểm tra siêu âm so với phương pháp phân tích vật liệu khác thường thực dây truyền Sóng âm tần số cao thường truyền vào với vật liệu chuyển động không tiếp xúc trực tiếp mà sử dụng bể nước cột nước mơi trường tiếp âm Phép đo thực bể chứa với lượng âm truyền qua thành bể Vì sóng âm truyền sâu qua chi tiết kiểm tra, tính chất vật liệu đo lượng lớn vật liệu không bề mặt Đơi thơng qua sử dụng cổng lựa chọn để phân tích lớp vật liệu nhiều lớp, chi tiết làm từ nhiều vật liệu HẠN CHẾ: Một hạn chế lớn phương pháp truyền âm chi phí thiết bị, đào tạo người lớn, áp dụng rộng rãi nước phát triển công nghiệp dầu mỏ Tuy nhiên với phát triển công nghệ tin học vật liệutrong tương lai không xa, nhược điểm hồn tồn khắc phục Truyền âm biện pháp đắc lực góp phần nâng cao chất lượng, độ an tồn q trình kiểm định 10 CHƯƠNG 7: CÁC THÔNG SỐ ĐO THẨM ĐỊNH HÌNH 6.1 HÌNH 6.2 Vận tốc âm/thời gian truyền vận tốc âm đại lượng siêu âm dễ đo Vận tốc âm môi trường đồng liên quan trực tiếp đến module đàn hồi mật độ; thay đổi tính đàn hồi mật độ ảnh hưởng thời gian truyền xung qua mẫu có độ dày cho trước Thêm vào đó, thay đổi mức độ khơng đồng ảnh hưởng đến vận tốc âm Độ suy giảm Năng lượng âm bị hấp thụ hay suy giảm với tốc độ khác vật liệu khác ảnh hưởng nhiều yếu tố mật độ, độ cứng, độ nhớt, cấu trúc phân tử Độ suy giảm thường tăng với tần số vật liệu cho Sự tán xạ Sóng âm phản xạ từ mặt phân cách vật liệu khác Thay đổi cấu trúc hạt, hướng sợi, rỗ khí, tập chung hạt, thay đổi cấu trúc tế vi ảnh hưởng đến biên độ, hướng, tần số tín hiệu khuếch tán Tác động tán xạ âm theo dõi gián tiếp cách xem xét thay đổi biên độ xung đáy tín hiệu truyền qua Tần số Tất vật liệu có xu hướng tác 11 động đến chừng mực lọc thơng thấp, suy giảm tán xạ thành phần tần số cao băng tần nhiều thành phần tần số thấp Do đó, phân tích thay đổi thành phần tần số lại băng tần chọn qua vật liệu kiểm tra thấy ảnh hưởng kết hợp suy giảm tán xạ âm mô tả CHƯƠNG 8: ỨNG DỤNG Các ứng dụng: Sau ứng dụng phân tích vật liệu sử dụng dẫn chứng tài liệu kỹ thuật siêu âm Các thảo luận mở rộng danh sách sách, viết chủ đề tìm thấy ngun ASNT1 Lynnworth2 Cả hai sách giới thiệu nguồn thông tin chi tiết qui trình kiểm tra yêu cầu thiết bị chuyên dụng Module đàn hồi: Module Young module trượt vật liệu đồng tính từ vận tốc sóng dọc vận tốc sóng ngang (cùng với mật độ vật liệu) Sử dụng phần trễ cho phép đo nhiệt độ cao Sự vón cục sắt đúc: Cả tập chung graphite sắt đúc hình dáng hình thể chúng định lượng thơng qua việc đo vận tốc âm Tốc độ đông cứng epoxies bê tơng: Tốc độ sóng âm vật liệu thay đổi chúng đơng cứng; phép đo vận tốc âm tương quan với mức độ đông cứng Kiểm tra bê tông thường yêu cầu tiếp cận hai bên cho kỹ 12 thuật truyền qua Độ đậm đặc chất lỏng: Tỉ lệ hỗn hợp hai chất lỏng có tốc độ âm khác tương quan với tốc độ âm dung dịch nhiệt độ xác định Tỉ trọng chất pha trộn loãng: Tỉ lệ hỗn hợp chất lỏng/chất rắn bùn khoan nhiệt độ xác định tương quan với vận tốc âm /hoặc độ suy giảm Tỉ trọng gốm: Tính đồng mật độ gốm nung chưa nung xác minh cách đo vận tốc âm Các sản phẩm thức ăn: Rất nhiều dạng xét nghiệm thông báo, bao gồm tuổi trứng khoai tây, chín hoa quả, lượng chất béo thịt bò, phần trăm chất rắn sữa Nói chung xét nghiệm khơng phá hủy khơng nhiễm bẩn Sự polome hóa chất dẻo: Trong chất dẻo polime khác, thay đổi cấu trúc phân tử chiều dài hướng chuỗi polime tương ứng với thay đổi vận tốc âm và/hoặc độ suy giảm Kích thước hạt rỗ khí phân bố: Sự thay đổi kích thước phân bố hạt rỗ khí chất rắn mơi trường lỏng ảnh hưởng đến biên độ tần số tán xạ sóng siêu âm Kích thước hạt kim loại: Sự thay đổi kích thước hướng hạt thép, sắt đúc, titan, kim loại khác làm thay đổi biên độ, hướng, và/hoặc tần số sóng siêu âm tán xạ Tính khơng đẳng hướng chất rắn: Sự thay đổi vận tốc âm, tán xạ, và/hoặc suy giảm qua trục khác chất rắn sử dụng để xác định định lượng tính khơng đẳng hướng Độ sâu lớp vỏ cứng thép: Kỹ thuật tán xạ sóng ngang tần số cao sử dụng để đo chiều sâu lớp vỏ làm cứng 13 Đo nhiệt độ: Nhiệt biểu học siêu âm sử dụng để đo nhiệt độ cao (trên 3000 độ C) cách theo dõi thay đổi vận tốc âm môi trường đối chứng 14 PHẦN3: KẾT ḶN Sóng âm hính thức phổ biến đời sống hàng ngày người Trái Đất Chúng ta trao đổi với âm Chúng ta nghe đài, nghe nhạc nghe âm thanh.Thật khó mà tưởng tượng sống khơng có âm nào.Chính âm nhân tố thúc đẩy xã hội lồi người phát triển Chính ngun nhân đó, người đặc biệt trọng việc sử dụng âm lĩnh vực khác Trong lĩnh vực xây dựng sóng âm có vai trò quan trọng Đặc biệt ứng dụng việc khỏa sát chất lượng cơng trình, đường Kiểm tra khơng phá hủy sóng âm phương pháp đa áp dụng cho ứng dụng phân tích vật liệu khác Trong người ta biết nhiều sóng âm với ứng dụng thơng thường.Việc phát triển phương pháp sử dụng sóng âm để đánh giáchất lượng cơng trình bước phát triển vượt bậc sóng âm phương pháp kì vọng trở thành chuẩn mới, đem đến cải tiến đáng kể chất lượng tiết kiệm chi phí ... người ta sử dụng sóng âm có tần số thấp, khoảng từ 50 – 10,000 Hz Sóng có tần số 20,000 Hz thường gọi sóng siêu âm Người ta khơng thể sử dụng sóng siêu âm cơng nghệ sóng siêu âm biến vài đeximet... NGHĨA SÓNG ÂM Sóng âm dao động học (biến đổi vị trí qua lại) phân tử, nguyên tử hay hạt làm nên vật chất lan truyền vật chất sóng Sóng âm, giống nhiều sóng, đặc trưng tần số, bước sóng, chu kỳ,... SÓNG ÂM Cơng nghệ dựa việc đo lường mức độ phân tán sóng âm Tương tự việc siêu âm y học, mục đích việc làm để nhận biết độ rắn độ dày vật liệu xây dựng, hay vết rạn nứt có Tốc độ lưu thơng sóng âm
- Xem thêm -

Xem thêm: báo cáo lý sóng âm , báo cáo lý sóng âm

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay