《探针式超声波测量系统设计》文献综述
1前言
在传统超声波检测中,将待测部件浸入液体的检测方法占主导地位。虽然电磁超声波传感器(EMAT)和激光超声波可以用来作为非接触测试的方法,但与常规超声技术相比，波束和焦点都难以控制，且需要特殊设备满足声波激励和接收带来的问题[1-2]。同时，还需要使用遮光眼镜等安全措施防止激光超声和电磁超声对人体造成伤害,限制了其应用范围。
探针式超声检测技术具有非接触、非破坏、非浸入及安全无害的特点，具有很好的应用前景。它可以实现真正的非接触检测，不存在换能器的磨损，可进行木材内部缺陷的检测，检测成本较低和现场检测便利，可广泛应用于木材各种质量的检测。
2 现状与发展
利用超声波无损检测技术对木材进行检测已经有50多年的历史，国内国外学者对超声波木材无损检测技术进行的大量研究。
美国、澳大利亚等国学者对不同树种的超声波检测进行了研究。MeDonald K A等对木结构中存在的木节进行了检测[3]。Butler R等对有腐朽缺陷的欧洲云杉原木的超声波传播速度进行测试，发现木材腐朽越严重,超声波传播速度越小[4]。Lin C J等利用超声波对原木的孔洞缺陷进行研究,分析超声波传播的不同路径与孔洞直径的关系[5]。在国内的研究中尹锋,贾建国解决薄壁空间异型复杂工业结构件在加工过程中暴露出的机械加工零件可加工性预测难度大、壁厚调整余量小、基准控制精确差的问题，采用基于在线壁厚测量的精确加工技术，该技术利用超声在结构件内外表面的回波时间差计算结构件厚度[6]。于文勇利用超声波对木材内部孔洞缺陷进行了定量研究,首先根据超声波传播过程中波形图的变化对缺陷进行判断，再根据超声波首波幅值倒数的变化绘制的平面封闭图形，确定孔洞存在的位置及大小[7]。稽伟兵以杉木材为研究对象,将试验机获得的静态弹性模量和超声波检测仪获得的动态弹性模量进行对比分析，得到了动态弹性模量和静态弹性模量之间的关系[8]。
Helder S. Sousa将结构的可靠性与超声波无损检测数据结合起来，对现存木结构的木柱、木梁、节点的可靠性进行了研究[9]。Reinprecht L等从生物学的角度对木材的腐朽状况进行分析，同时对不同腐朽程度的超声波传播速度和动弹性模量的降低进行了研究[10]。Tallavo F等对超声波检测时换能器的布置方法、发射波频率的变化等传播因素对超声波传播的影响进行了研究[11]。李华等应用超声波检测法对大钟寺博物馆某钟架结构进行检测，对其空洞、腐朽、裂缝等缺陷进行分析，为超声波应用于古建筑木构件的无损检测提供了科学依据［12］。宋世全等分别利用超声波检测仪和阻抗仪对小叶杨活立木进行检测，通过对超声波在小叶杨立木健康材和缺陷材中径向传播速度的研究，对缺陷直径大小与超声波传播速度的关系进行了分析［13］。王娜等、高山等、王立海等基于小波分析理论和超声波传播场理论对应用超声波评估木材内部孔洞、腐朽缺陷进行了研究[14-18]。
3 研究内容及任务
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