1 概述

 
基于超声波声弹性理论的应力测量仪是利用了被测对象中超声波速与应力之间的存在固有的关系并将这种特性转为数字信号表征的力学定量检测产品。
图1.1 超声应力仪系统组成原理


图1.2 声速变化表征应力积聚
 

现行应力检测方法比较如下:
  • 盲孔法
适用于各向弹性材料。操作繁琐,不适合低水平残余应力测量,仅限于表面残余应力检测,无法测量内部及在线监测体应力。
  • X射线法
适用于弹性各向异性的同性晶态材料。无损、准确、可靠,测量深度限于微米级。操作需注意电离辐射,成本高,测量效率不高。
  • 磁测法
仅适用铁磁材料。操作简单,测量快速,准确度较低。
  • 超声法
适用于各种非吸声材料。测量效率最高且无损,操作简单便捷安全,随着现代硬件芯片发展,精度和分辨率得到了很大提升。
图1.3 超声应力仪典型应用范围
 
超声应力仪的应用非常广泛,如图1.3所示。典型的应用领域包括:各种大型结构件的残余应力测试、    轨道交通、航天航空、船舶、焊缝检测、汽车、桥梁、核工业等。检测对象包括:金属、有机材料、玻璃、非金属复合材料、陶瓷等,不仅可以检测表面应力(如残余应力),还可以检测内部应力(如螺栓预紧力)。
 

2产品特点

超声波穿透能力比较强,在一些金属材料中穿透能力可达数米,并且超声应力仪非常便携,便于在各种环境检测作业,与其他应力检测方法相比,具有以下优势:
  • 对被测对象零损伤
  • 测量快速,单点测试不超过5S,可实现实时检测,也可用于系统集成实现自动化或半自动化应力检测
  • 测量深度较大,近表面应力检测深度2mm以内,体应力检测深度10mm以上
  • 操作安全,无需任何防护
  • 既可测量应力,也可检测试件内部的缺陷,还可用于高精度测厚
  • 适用各类金属和非金属的表面和内部应力检测
           
   



3 性能指标:

 
  • 精度及分辨率:应力测量精度可达±10Mpa以内,分辨率为0.37* MPa( 为声弹系数),声时差分辨率不低于0.37ns。
  • 重复精度:单点重复测试500次,测量值波动不超过±1.1* MPa。
  • 线性度(非线性误差):0.5%以内。
  • 灵敏度余量:不低于60dB。
  • 续航能力:内置插拔式锂电池可续航3~4小时。
  • 补偿技术:拥有温度补偿、材料晶粒修正、信号防抖、噪声抑制等多种补偿技术
  • 高精测厚:测厚模式测量精度最高可达0.001mm。
  • 应力方向:自动辨识拉、压应力。
  • 信号源:采用欧美设计标准,拥有出色的信噪比。
  • 应力方向:自动辨识拉、压应力。
 

4 应用案例

金属件焊接应力检测
 
 
汽轮机叶片应力检测
 
机场钢结构应力检测
 
油气输送管道监测
 
高频淬火应力检测 
 
压力容器应力监测