[实用新型]一种成形材料在温压可控变化状态下的声学特性检测装置

说明书

技术领域

 本实用新型涉及一种成形材料在温压可控变化状态下的声学特性检测装置。

背景技术

成形材料是指加工得到一定截面形状的材料，例如：铜、不锈钢、尼龙、混凝土、土壤、海底沉积物等。

运用超声波对于水下成型材料检测是新技术，可以检测水下成型材料的物理力学性能。随着水下工程快速发展，例如：铺设海底电缆、建设海底隧道、建造海洋石油天然气采集平台等，都需要掌握水下成型材料的物理力学性能在不同温度和压力下的数据，为工程质量和安全提供重要依据。现有的破坏性检测方法，缺乏模拟原位状态条件。采用声学探测的方法，如：混凝土动弹性模量测量仪，只能检测材料的动弹性模量特性，压力在20Mpa以内等同2000米水深，不能满足物理力学性能检测和更高压力的检测条件。因此，开发成形材料在温压可控变化状态下的声学特性检测装置，用压力平衡机构使得测试舱内压力与滑台套筒推力平衡，通过温度和压力控制系统调节模拟成形材料原位状态条件，压力最高达到100MPa，等同于10000米水深的压力。为水下工程提供技术方法和支持。此装置也能为水下原位测量技术提供校正、标定和比较数据。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种成形材料在温压可控变化状态下的声学特性检测装置，实现在不同的水下温度、压力和盐度环境下的多种成型材料的声波探测，获得横波和纵波的声速和声衰减系数，从而建立成型材料与物理力学性能关系模型，为工程实践应用提供直接依据。

本实用新型提供的一种成形材料在温压可控变化状态下的声学特性检测装置，在机座10上安装测试舱3、沿测试舱3中轴线左右对称位置，机座10上还安装两个导轨8及两个液压缸9，两个液压缸9分别连接滑台7的一端，滑台7嵌入在两个导轨8中滑动，滑台7的另一端连接滑台套筒4；成形材料试样5水平放置在测试舱3内，测试舱3的一端安装测试舱端盖2，测试舱端盖2连接第一换能器1；测试舱3的另一端安装滑台套筒4，滑台套筒4内连接第二换能器6；成形材料试样5的两端分别贴紧滑台套筒4的端面和测试舱端盖2的端面。

所述两个液压缸的间距大于滑台套筒的外径，液压缸的上表面位于滑台套筒中轴线的下方。

所述液压缸的工作压力是0～100MPa。

所述换能器的直径是30～45mm，长度是60～100mm。

所述换能器使用凡士林分别黏贴在测试舱端盖和滑台套筒上。

本实用新型提供的一种成形材料在温压可控变化状态下的声学特性检测装置，成形材料试样水平放置在测试舱内，安装测试舱端盖，安装第一换能器。第二换能器放入滑台套筒内，推动滑台，滑台两侧有导轨，滑台上方的空间位置是更换换能器通道。导轨使得滑台运动轨迹准确和稳定，滑台套筒接近测试舱内的成形材料试样，直到成形材料试样端面贴紧滑台套筒端面，此时有直达超声波形产生。根据实验要求，注入淡水或海水，控制温度调节装置对测试舱的水温根据实际需要进行调节，可调节温度范围为-5～30度范围；通过加压控制系统对测试舱的水进行压力调节，可调节压力范围为0～100MPa，100MPa等同于10000米水深。启动超声波测量仪，测量不同水下环境状态下的声波图，分析声波图，获得横波和纵波的声速和声衰减系数，匹配成形材料的物理力学性能参数。

本实用新型的有益效果：

测试舱与压力平衡机构分隔开由滑台连接，防止测试舱内的液体接触液压缸端盖和活塞杆等零件，造成液压缸零件被侵蚀和泄漏。由于滑台连接起到过渡联接的作用，避免了测试舱和液压缸在尺寸和形状方面的干涉，使得压力平衡机构配件可以选用目前技术成熟的液压缸和连接配件，因此可以模拟比目前检测装置更高的压力，可调节压力范围为0～100MPa，100MPa等同于10000米水深。由于测试舱与压力平衡机构分隔开，更换换能器时通过压力平衡机构的中间位置，更换路径短，避免了目前的活塞杆内放入换能器，更换路经长，可以减少了定制防腐蚀的液压缸套和活塞杆等的制造成本，减小了活塞杆直径，减少泄漏，减低制造难度。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的测试舱剖视示图。

其中: 1.第一换能器； 2.测试舱端盖；3. 测试舱；4. 滑台套筒；5.成形材料试样； 6.第二换能器；7.滑台；8.导轨；9.液压缸；10.机座。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

本实用新型提供的一种成形材料在温压可控变化状态下的声学特性检测装置，是在机座10上安装测试舱3、沿测试舱3中轴线左右对称位置，机座10上还安装两个导轨8及两个液压缸9，两个液压缸9分别连接滑台7的一端，滑台7嵌入在两个导轨8中滑动，滑台7的另一端连接滑台套筒4；成形材料试样5水平放置在测试舱3内，测试舱3的一端安装测试舱端盖2，测试舱端盖2连接第一换能器1；测试舱3的另一端安装滑台套筒4，滑台套筒4内连接第二换能器6；成形材料试样5的两端分别贴紧滑台套筒4的端面和测试舱端盖2的端面，此时有直达超声波形产生。根据实验要求，注入淡水或海水，控制温度调节装置对测试舱的水温根据实际需要进行调节，可调节温度范围为-5～30度范围；通过加压控制系统对测试舱的水进行压力调节，可调节压力范围为0～100MPa，100MPa等同于10000米水深。启动超声波测量仪，测量不同水下环境状态下的声波图，分析声波图，获得横波和纵波的声速和声衰减系数，匹配成形材料的物理力学性能参数。