超聲波在測(cè)量石頭等材料物理參數(shù)的應(yīng)用
超聲波傳輸技術(shù)在地質(zhì)材料研究中的應(yīng)用已日益廣泛,尤其是在巖石和礦物的機(jī)械屬性表征方面發(fā)揮著重要作用。該技術(shù)能夠精確量化地質(zhì)材料的硬度、彈性模量及晶粒結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵物理參數(shù)。在實(shí)際檢測(cè)中,低頻探頭因其優(yōu)異的穿透性能而成為首選,這種特性使其特別適用于具有平行平整表面的制備樣品檢測(cè)。
超聲波測(cè)厚技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)了材料厚度的無(wú)損評(píng)估,更能有效揭示其內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征與變化規(guī)律。這一技術(shù)在地質(zhì)勘探、巖石力學(xué)研究及古地質(zhì)事件重建等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。通過該技術(shù),研究人員能夠更準(zhǔn)確地掌握地質(zhì)材料的物理特性與穩(wěn)定性,為地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)防治、礦產(chǎn)資源勘探開發(fā)等提供可靠的技術(shù)支撐。
本研究采用宇時(shí)先鋒超聲波測(cè)厚儀PM5 Gen2進(jìn)行測(cè)量,該儀器憑借其卓越的測(cè)量精度和穩(wěn)定的性能,完全滿足巖石厚度和聲速的測(cè)量要求。在探頭選擇方面,考慮到巖石的特殊性,通常選用低頻探頭。低頻超聲波不僅能有效穿透較厚巖層,還能最大限度地減少因巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)差異導(dǎo)致的波形畸變,從而確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。清晰、無(wú)失真的波形反饋對(duì)于精確計(jì)算巖石厚度和聲速至關(guān)重要,因此在進(jìn)行巖石樣品檢測(cè)時(shí),必須根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的探頭。
本次檢測(cè)的巖石樣品為塊狀結(jié)構(gòu),質(zhì)地與大理石相似,采用PM5 Gen2超聲波測(cè)厚儀配合0.5M接觸式探頭進(jìn)行檢測(cè)。在實(shí)際操作中,探頭的具體選型需綜合考慮被測(cè)巖石的聲學(xué)特征(如密度、硬度、孔隙度等)以及樣品的幾何參數(shù)(如厚度、形狀等)。
為確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確可靠,需特別注意參數(shù)的優(yōu)化設(shè)置,尤其是消音參數(shù)的調(diào)節(jié)。由于巖石的特殊性質(zhì),使用低頻探頭時(shí)會(huì)產(chǎn)生較寬的始脈沖和雜波,在增益較高的情況下,這些干擾會(huì)對(duì)測(cè)量波形產(chǎn)生顯著影響。此時(shí),需要適當(dāng)增大消音參數(shù),有效抑制干擾波形,使儀器能夠準(zhǔn)確識(shí)別樣品的底面回波。PM5 Gen2超聲波測(cè)厚儀支持基于樣品已知厚度的校準(zhǔn)功能,可精確測(cè)定超聲波在樣品材料中的傳播速度。此外,儀器內(nèi)置的軟件還可實(shí)現(xiàn)聲速的自動(dòng)計(jì)算與測(cè)量,進(jìn)一步提升了檢測(cè)效率和準(zhǔn)確性。
通過上述優(yōu)化方案,本研究建立了一套完整的巖石超聲波檢測(cè)方法,為地質(zhì)材料的精確表征提供了可靠的技術(shù)支持。