超聲波探測

李青

我們從新聞里聽到某座大橋突然斷裂，或者某高樓意外倒塌的不幸事件時有發(fā)生。其實(shí)，很多類似建筑物坍塌的重大事故，都是由某個不為人察覺的細(xì)節(jié)缺失所造成。比如，美國明尼蘇達(dá)州的一座鋼架橋突然塌了，事故發(fā)生在交通高峰時段，當(dāng)時有大量的小汽車和大貨車停留在橋面上，所以許多汽車連同車內(nèi)的司機(jī)和乘客都掉進(jìn)了密西西比河。事故最終導(dǎo)致上百人受傷，十多人失去了生命。事后調(diào)查發(fā)現(xiàn)：是因橋體某微小的金屬部件無法承受重荷導(dǎo)致了這場事故。其實(shí)，不光是橋梁，普通的公路、鐵軌、飛機(jī)等，都可能因?yàn)橐粋€肉眼看不見的微小裂紋而造成嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。如果能提早發(fā)現(xiàn)安全隱患，這些災(zāi)難不就可以避免了嗎？可喜的是，英國的科研人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種探測金屬裂紋的新方法。

這種方法利用了聲音發(fā)射原理。英國布里斯托爾大學(xué)（Bristol University）的工程師團(tuán)隊(duì)從研究回聲開始。他們把數(shù)百種不同的超聲波發(fā)送進(jìn)物體，然后探聽和研究這些聲波反射回來的回聲，從而辨別物體內(nèi)是否存在細(xì)小的裂紋。如果單純地采用線性超聲波探測系統(tǒng)，那么發(fā)射出去什么頻率的波，從物體反射回來的仍然應(yīng)是那個頻率的波，若在金屬的中間有個裂縫，則無法從縫隙邊緣反射回來的回聲中確定這個縫隙到底有多大。但是，如果采用新的非線性超聲波探測方法，發(fā)射一個頻率的波，就可以得到不同頻率的反射波，這就意味著從中能夠真正聽到物體內(nèi)到底出現(xiàn)了什么狀況。

目前該系統(tǒng)已經(jīng)在空中客車A320上進(jìn)行了機(jī)翼的局部測試。結(jié)果表明，利用這套新系統(tǒng)，能探測出鉚釘孔周圍正在形成的微小縫紋。而線性超聲波探測系統(tǒng)就無法完成這個任務(wù)。這個技術(shù)不僅能幫助安全檢查人員精確地評估飛機(jī)或者橋梁支撐材料的損耗程度，可以在它們老化之前就提前換上新的，而且這個技術(shù)還能幫助人們設(shè)計出更安全可靠的橋梁和飛機(jī)。不過，到目前為止，該套系統(tǒng)還只能探測鉚釘孔周圍的裂紋。