Page 28 - 《应用声学》2020年第1期

24 2020 年 1 月

图 6 分别是钢板双面水负荷，双面分别为水和 上所述，模拟方式导致单面空气时的衰减测量偏大，
水泥时 A 0 模式测量信号。蓝色是近探头接收信号， 另一方面与换能器灵敏度差异、几何扩散衰减、测
红色是远探头接收信号。当衰减大时 (如钢板背后 量误差等因素有关。
是水泥)，接收幅度较小，而衰减小时(如钢板背后是
0.30 15
水)，接收幅度大。 10 mmԒᨂ౜ ඡု฾᧚ 14
13
0.25
12
0.2 ᤃଊ݀ ඡု 11
ᤊଊ݀ උϙ 0.20 10
0.1 Ԓए/mm
9
ࣨए/V 0 0.15 Ԓए 8 7
ॆʷӑࣨए
6
-0.1 0.10 5
0 50 100 150 200 250 300 350 400
-0.2 ᡰሏ/mm
(a) ԒएС૝ฉ฾᧚ፇ౧
100 110 120 130 140 150 160 170
௑ᫎ/ms
2.0
(a) ᨂ౜ᑀΟ˞ඵ
1.8 10 mmԒᨂ౜ ᑀՑቇඡ
1.4
0.2 1.6 ඵ
ᤃଊ݀ ᑀՑඡု
ᤊଊ݀ ᛰѓ/(dBScm -1 ) 1.2
0.1 1.0
0.8
ࣨए/V 0 0.6
0.4
-0.1 0.2
0
0 50 100 150 200 250 300 350 400
-0.2
ᡰሏ/mm
100 110 120 130 140 150 160 170 (b) A 0 വर෺໤ᛰѓ฾᧚ፇ౧
௑ᫎ/ms
(b) ᨂ౜ᑀΟ˞ඵซ 图 7 钢板双面分别为水和空气时两种导波方式测
图 6 双面水负荷钢板与双面分别为水与水泥负荷 量结果
钢板的 A 0 模式测量信号 Fig. 7 Experimental measuring results of two
kinds of guided wave for a steel plate loaded with
Fig. 6 Experimental signals of A 0 mode for a steel
water on both side and water on one side and air
plate loaded with water on both side and water on
on other side
one side and cement on other side
2.2 钢板两侧分别为水与空气时的测试结果 2.3 两侧分别为水负荷与轻质水泥时的测试结果

测试水槽中，在钢板背后的一段放置气球 (夹 图 4 的试样，1 m 长钢板仅一半长度覆盖轻质
持使其贴合钢板)，隔离水，模拟空气情况。需要指 水泥。图8为该试样水中脉冲回波测试结果，同前述
出，该模拟条件可能导致所测量的空气段衰减比实 方法，计算归一化共振波幅度及钢板厚度。图 8(a)
际偏大。图7(a) 为脉冲回波测试结果。图 7(a) 中比 中双侧水负荷端 (自由) 归一化共振波幅度为 0.19，
值为共振波与表面反射波之比，厚度基于共振频率 水泥部分归一化幅度0.11，二者区分明显，界面处为
计算。钢板一侧为空气时，共振波幅度明显增大，但 明显的台阶；而所计算钢板厚度曲线基本为 10 mm
厚度测量结果不受钢板负荷变化影响。图 7(b) 为 的直线，不受钢板负荷变化的影响。图 8(b) 中将上
A 0 模式泄漏衰减测量结果。钢板双面为水时，衰减 述共振波幅度转化为特性阻抗，水泥特性阻抗约
1.16 dB/cm，背后空气时衰减 0.67 dB/cm。据此计 3.5 MRayls，接近于上述实验测量的3.3 MRayls。
算单面水引起的衰减约为 0.49 dB/cm。双面水引 图 9 为两个接收探头的 A 0 模式信号及包络 B
起的衰减为 0.98 dB/cm，但实际上双面水时衰减为 扫描图。由于水泥导致的衰减比水大，所以靠近水
1.16 dB/cm。其差别0.18 dB/cm 的原因，一方面如 端的幅度较大，靠近水泥端幅度较小。