45MG测厚仪横波纵波检测弹性模量olympus

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弹性模量的测量

应用：

测量非分散的各向同性工程材料的杨氏模量、弹性剪切模量和泊松比。

背景知识

杨氏弹性模量被定义为材料在被拉伸或被压缩时，其应力（单位面积的受力）与其相应的应变力（变形）之间的比率。 

弹性剪切模量是在受到剪切应力的材料中，应力与应变力之间的比率。 

泊松比是材料在单向受拉或受压时，其横向应力与其相应方向的应变力之间的比率。

在很多制造和研究应用中，人们都会关注这些基本材料属性。这些材料属性可以基于测量到的材料声速和材料密度通过计算而确定。我们利用超声脉冲回波技术，通过使用适当的设备，可以很容易地测量材料的声速。下面概括说明的一般程序适用于任何质地均匀、各向同性、非分散的材料（声速不会随着频率而更改）。这些材料包含大多数普通金属、工业陶瓷、玻璃，条件是它们的横截面尺寸不接近检测频率的波长?；箍梢圆饬坑菜芰系纳?，如：聚苯乙烯和丙烯酸，虽然这类材料具有更高的声衰减性，且对它们的测量更具挑战性。

橡胶材料由于具有较高的分散性和非线性弹性属性，因此不能通过超声方式测量其声速。软性塑料在剪切模式中同样会表现出很高的衰减性，因此从实际情况来看，通常不能被检测。对于各向异性材料来说，它们的弹性特征会随着方向的变化而改变，而它们的纵波和/或横波声速也是如此。要为各向异性材料样件生成一个完整的弹性模量矩阵，一般需要6组不同的超声测量值。材料的孔隙率或粗粒度会影响超声弹性模量测量的准确性，因为晶粒的大小与方向，或孔隙的大小与分布这些情况会在不考虑材料弹性的情况下，引起声速的变化。

设备：

为了测量用于模量计算的材料声速，我们常使用的精确测厚仪型号如下：38DL PLUS和装有单晶软件的45MG仪器，或者具有声速测量功能的探伤仪，如：EPOCH 650系列仪器。脉冲发生器/接收器，如：5072PR或5077PR型号设备，还可以与示波器或波形数字转换器一起使用，对声波传播的时间进行测量。这种检测还需要两个适用于被测材料的探头，在纵波模式和横波模式下进行脉冲回波声速测量。常用的探头包括M112或V112宽带纵波探头（10 MHz）和V156垂直入射横波探头（5 MHz）。在检测多种常用金属和烧制陶瓷样件方面，这些探头的检测效果非常好。在检测很厚、很薄或衰减性很强的样件时，需要使用不同的探头。在某些情况下，还可能需要使用穿透技术，这种技术要求将成对的探头放置在被测材料相对的两侧进行检测。我们建议用户在有疑虑的任何情况下垂询奥林巴斯，了解选择适用探头的具体信息，并获得有关仪器设置方面的帮助。

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被测样件可以具有任何几何形状，但是要符合一个条件：可使用户对声束穿过其某一部位（厚度）的传播时间进行准确的脉冲回波测量。理想的样件至少要有12.5毫米（0.5英寸）的厚度，其相对的表面要光滑、平行，其宽度或直径要大于所用探头的直径。在检测窄样件时一定要格外注意，因为潜在的边缘效应可能会影响所测量的脉冲传播时间。在测量极薄样件时，测量分辨率会受到限制，因为脉冲传播时间在短声程中的变化非常小?；谡飧鲈颍颐墙ㄒ檠辽儆Ω糜?毫米（0.2英寸）的厚度，是更厚。在所有情况下，都必须了解被测样件的精确厚度。

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