超声波作 业 指 导 书.doc

作 业 指 导 书(超声波检测)编 写： 审 核： 批 准： 生效日期： 年 月 日第 1 版 第 0 次修改管理类别 受控 非受控 . 二OO八 年 十一 月作业指导书1. 检测方法及适用范围超声波法：基本原理是用人工的方法在岩土介质和结构中激发一定频率的弹性波，这种弹性波以各种波形在材料和结构内部传播并由接收仪器接收，通过分析研究接收和记录下来的波动信号，来确定岩土介质和结构的力学特性，了解它们的内部缺陷。本方法适用于检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度及位置。适用于水利、矿业、交通、铁道、市政等地下工程。2. 检测依据标准中华人民共和国行业标准建筑基桩检测技术规范JGJ106-2003。3. 检测的目的检测桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别。4. 检测原理一、波动方程： 由弹性力学可知，经过静力学、几何、物理三方面的综合以后，可以得出拉密运动方程。当不计体程时，该方程可表示为： （1-1）其中： （1-2） （1-3） （1-4）式中： 、G拉密系数 本积应变 、v、w分别为质点在X、Y、Z方向的位移 介质密度代号是拉普拉斯算子：由拉密运动方程式（1-1）出发，可以导出纵波（P）与横波（S）的波动方程，下面讨论这两种波的传播速度。 1. 纵波质量振动方向与波的传播方向一致时称为纵波。设 则拉密运动方程可写成：或写成 （1-5） （1-6）其中，式（7-5）为无限弹性介质中纵波的波动方程，即为纵波的传播速度，如将和G用E和表示，则可得出： （1-7）2. 横波质点振动方向与波的传播方向垂直时称为横波。设则拉密运动方程式（7-1）变为： （1-8）或写成 （1-9）其中 （1-10）式（7-9）即为无限弹性介质中横波的波动方程，VS即为横波的传播速度，如用E， 表示，又可写成 (1-11)3. 一维波动方程对于一根混凝土桩，当桩的长度L远远大于桩的直径D时，即LD时，可把桩看成是具有侧限约束（围压）的杆系结构。在桩顶施加一个初始扰动力（锤击一下），弹性波立即从桩头沿桩身往桩底传播，并满足一维波动方程。在一维情况下，拉密方程变为： （1-12） （1-13）式中VB波速；u轴向位移；x轴向坐标；t时间。一维波动方程的解为： （1-14）式中分别为初始位移、初始应变和初始速度；、自变量的任意函数，分别对应入射波和反射波。比较VP，VS和VB三式，不难看出：故有VPVBVS，即纵波速度总是大于横波速度，因此，纵波又称P(Primary)波，意即初始波，因其波速VP最快；横波又称S(Secondary)波，意即次波，因此波速VS最小。 由波速的表达式可知，弹性介质的性质及种类不同，弹性常数及密度也不同，因此，弹性波在介质中传播的速度也不同。这样，如用人工(爆破、锤击等)发生弹性波，并设法用接收仪表测定其波速，则可以用来判别岩体的特性及状态(如坚硬或松软，裂隙与完整等)以及混凝土桩基的完整性和承载力等，这就是工程上经常使用的“弹性波探测法”的理论依据。 实测时，由于s波的发生和接收都比较困难，以及其它原因，故多以测P波为主。所谓P波也就是声波，因此，弹性波探测又称为声波探测。它在各个工程领域内已得到广泛的应用。二、波的反射与透射： 当弹性波在传播过程中遇到介质突然变化的界面时(如岩体中的节理、裂隙和断层等；岩石与混凝土的界面，基桩的桩底、桩身的夹泥薄层、断裂、严重扩颈和缩颈等)，将会产生反射和透射，这是因为波动方程要满足界面上质点位移连续和应力连续条件。现考察图1-1，并分析反射和透射的特点。当振幅为Ao的 纵波入射到界面R上时，为了满足边界条件，会产生振幅为A1的反射纵波、振幅为A2的透射纵波、振幅为B，的反射横波和振幅为B2的透射横波，它们之间的关系由斯奈尔定律决定，即 （1-15）式中纵波入射角和反射角； 纵波透射角； 分别为界面上下两种介质的纵波速度， 分别为界面上下两种介质的纵波速度； 分别为界面上下两种介质的横波速度；图1-1 波的反射与透射在桩基质量检测时，满足一个特殊的边界条件，即桩顶锤击时，平面波垂直入射(=0)，当弹性波从桩顶往下传播时，碰到弹性性质突然变化的界面时，不产生波的转换，仅有反射波和透射波的存在，而不存在反射横波和透射横波，即B1=B2=0，故得反射系数为 （1-16）式中 A、A0分别为反射纵波和入射纵波的幅值， 、V1、V2分别为第一层介质和第二层介质的质量密度和纵波速度；其积为波阻抗。透射系数为 （1-17）式中，A2一透射纵波幅值。 由式(1-16)，虽然，反射系数n的取值范围一1nl。反射系数的物理意义是弹性波垂直入射到反射界面上后被反射回去能量的多少，说明界面上能量的分配问题，而反射系数的大小取决于上下介质的波阻抗差。波阻抗差越大，n越大，反射波的振幅也越大；反之，反射波的振幅就小，当时，则不产生反射。1.2 声波探测技术 岩体中往往包含有各种层面，节理和裂隙等结构面，岩体中的这些结构面在动荷载作用下产生变形，对岩体中的波动过程产生了一系列的影响，如反射、折射、绕射和散射等。这样，岩体界面起着消耗能量和改变波的传播途径的作用，并导致岩体波的非均质性及方向异性。 因此，岩体结构影响着岩体中弹性波的传播过程，也就是说岩体弹性波的波动特性反应了岩体的结构特征；所以，弹性波探测技术已成为工程岩体研究中一项有效而简便可靠的手段。 岩体在动应力作用下产生三种弹性波，即纵波(P波)、横波(S波)和面波(R波)。它们的传播可以用波速、振幅、频率和波形来描述。目前采用的弹性波测试主要是纵波波速，其次是横波波速，并开始注意研究它们的振幅特性和频率特性。由现场和试验室研究表明，弹性波在岩体中的传播速度与岩体的种类、弹性参数、结构面、物理力学参数、应力状态、风化程度和含水量等有关，具有如下规律： (1) 弹性模量降低时，岩体声波速度也相应的下降，这与波速理论公式相符。 (2) 岩石越致密，岩体声速越高。波速公式中，波速与密度成反比，但密度增高，弹性模量将有大幅度的增高，因而波速也将越高。常见的几种完整岩石的波纵波波速为：变质岩55006000m/s，火成岩、石灰岩及胶结好的砂岩为30005500m/s：沉积岩、胶结差的碎屑岩为15003000m/s。 (3) 结构面的存在，使得声速降低，并使声波在岩体中传播时存在各向异性。垂直于结构面方向声速低，平行于结构面方向声速高。 (4) 岩体风化程度大则声速低。 (5) 压应力方向上声波速度高。 (6) 孔隙率n大，则波速低，密度高、单轴抗压强度大的岩体波速高。 声波振幅同样与岩体特性有关，当岩体较破碎、节理裂隙发育时，声波振幅小，反之，声波振幅较大。垂直于结构面方向传播的声波振幅较平行方向为小。5. 仪器设备及管理5.1岩体声波探测的全过程是声波发射，传播及接收显示后处理，其相应的仪器有发射换能器，接收换能器，RSMSY7声波仪。 1、声波换能器 换能器是声电能量的转换器件，俗称探头。换能器一般利用压电陶瓷晶体的压电效应原理工作。其中发射换能器是将声波仪发射机输出的具有一定功率的电信号转换成声信号发射到岩体中，它的工作原理是利用晶体的逆电压电效应。而接收换能器是将岩体中传播的声信号转换成电信号，输入到声波仪接收机的输入系统中，其工作原理是利用晶体的压电效应。因实测中对换能器和频率、频带，工作方式的要求不同，因此做成了具有不同结构和不同振动方式的压电换能器，目前我国生产的压电系列换能器见表1一l，增压式换能器的构造如图l-2所示，它的外形为圆杯形，适合于在钻孔内进行测试，具有轻便和灵敏高等特点。图13和图14是用于岩石试件测试的小型换能器。仪器的主要技术性能： 前置程控放大器：增益、1、2、5、10、20、50、100、200、500、1000、2000、5000、10000倍(一2080ab)定点或浮点放大可程控带宽：1KHz500KHz 模拟滤波器：高通：10Hz、1KHz、biHz、20KHz四档 低通：2KHz、10KHz、50KHz、500KHz四档 触发电路：触发方式：连击状态，外同步(EXT)、内同步(1NT) 单击状态，信号自同步、键盘触发(适于稳态) 触发电平：20、40、80、160、320、640、1280、2500mV可选 触发延迟(或前置)：人工预设或按信号初至自动寻找l、265536个采样周期 模数转换器：采样间隔；0.16553 幅值分辨率，12位 12LSB 每道采样长度：05K、1K、2K、4K、8K、16K可选 声波发射电路：发射电压：300伏800伏可选 发射脉宽：0.1、0.2、 10、20 ( S) 同步信号输出：TTL电平负脉冲，有以控制外置振源 串行通讯口：标准RS-232，波特率57600bps19200bps可选 计算机系统配置：586真彩笔记薄式计算机、便携式喷墨打印机 电源电压：220伏AC或+12伏DC交直流两用(配有+12V可充电电池) 整机功耗；约5瓦 采集仪重量：约3公斤 工作温度；一10+402 结构：分体式与一体式两种5.2 对检测设备及传感器的要求：5.3仪器设备的管理 仪器设备进出库应进行登记，并确认完好状态。 设备使用时进行维护并填写日常运营保养记录。5.3 常用设备为： 数据采集：作为通用性软件，本程序可以实现RSMSY7非金属超声波检测仪硬件系统所支持的所有指标。 a. 触发方式：INT(内触发)，EXT(外融发)，CHl(信号触发) b. 触发阈值：20mV，40mV，80mV，160mV，320mV，640mV，1280mV，2560mV c. 记录通道；CH1，CH1和CH2 d. 记录长度；0.5k，1k，2k，4k，8k，16k e. 采样周期：0.16553.5 f. 延迟时间：(一32768+32767)采样周期 g. 脉宽：0.26553.5 h增益：自动，0.110000倍(一20dB80dB) i. 低通：ZkHz，10kHz，50kHz，500kHz j. 高通：0.01kHz，0.1kHz，5kHz，20kHz k发射电压：300V，800V 波形显示：本程序提供灵活、方便、实用的波形显示功能。 a. 显示波形区域1，2，5，10，20，50，100。用以进行波形的局部观察。 b. 实时频谱显示；加余弦窗的可细化功率谱。 c. 波形加权叠加显示；用以提高信噪比的任意次加权叠加。 d. 小波形压缩与平移。 e绝对坐标轴：给出数据点对应的准确时间值。 测点位置自动定位功能(参见5测点自动定位与记录参数) 可实时读取的参数： a，测点自动定位系统确定的测点坐标，跨距。 b声时，声速，声幅，一发双收声速，主频，弹性模量，强度。 数据存储与读取：以波列或波形的方式存储或读取数据。 a. 波形方式：一个波形文件用以存储一个测点的数据。 b. 波列方式:一个波形文件用以存储多个测点的数据。(测点数不大于400个) c. 波列排序济览；可以按测试序号或测点位置(发射点位置，接收点位置)，以递增或递减方式排序并按排序迅速对波列中的波形依次观察。 波列分析：(参见9剖面数据分析) 打印：方便的版面设定。 a. 单个测点波形，可以指定是否打印频谱，指定打印纸四周的预留空间以及每页纸上打印的波形数量(参见5 122打印图表)。 b. 对剖面情况(参见5122打印图表)。5.4 测试系统要求每年校准一次。6. 检测前准备6.1 收集和了解检测工程概况 工程项目名称，建设、设计、施工、监理单位名称； 场地工程地质勘察报告； 桩基本参数：桩型、桩径、桩长、桩身砼强度、持力层及极限承载力； 桩位图及桩基施工记录。7. 现场检测流程 工程名称与测试单位：分别将工程名称，测试单位名称，测试人员名称输入左侧标有“工程名称”，“测试单位”，“测试人员”的三个文本框内。此内容可以在打印波形或波列剖面图时打印出来。 校零：未作校零时读到的声时由两部分组成，其一为声波通过待测材料时所需的时间，为待测值，其二为声波检测系统的延时。从所读值中扣去检测系统的延时，求出声波通过待测材料的真实时间的过程称为零。检测系统的延时，应通过专门的测试过程得到。将检测系统的延时输入左侧标有“T10”，“T20”的文本框内，程序将自动完成校零过程。记录的波形数据为已除去检测系统延时的数据。如果需要对记录波形的延时进行修正（如采集时输入的延时值有误），可以将修正值输入修正1，修正2文本框。（参见：6.1 校零与修正）。 通讯口：根据用户计算机与仪器联接时使用的通讯端口，确定相应的选项按钮。如使用计算机的1号串行口，应选择“Comml”选项按钮。如使用计算机2号串行口，应选择“Comm2”选项按钮。 通道数：如使用一个接收传感器，应选择“单通道”选项按钮，如使用两个接收传感器，应选择“双通道”选项按钮。注意：选择“单通道”选项按钮时，传感器应连接在CH1通道。 频谱：选择“CH1FFT”复选框，将在主操作窗体上的波形1显示区内打开一个频谱显示区用于实时显示波形1的功率谱。选择“CH2 FFT”复选框，将在主操作窗体上的波形2显示区内打开一个频谱显示区用于实是显示波形2的功率谱。 加网格：在波形图片框和FFT图片框上按坐标轴的标签间隔加上网格线。 自动：a.积分：将记录波形积分后显示，积分波形归一化显示，并且其幅值仅有相对意义。b.连采：指定仪器的采集记录过程是连续采集记录，还是只采集记录一次。 颜色：指定波形图片框的背显颜色和显示的波形曲线颜色。指定颜色的方法为：以鼠标点“背景色”（或“曲线色”）右侧的图片框。调出Win 95的标准调色板，在调色板上旨定某颜色后，按确定命令按钮退出。 打印测点：指定打印测点波形时是否打印波形对应的频谱。 计算弹模：选择计算模的方法a. E，G，u(Vp,Vs,R)：以Vp,Vs,R为自变量，R为输入的密度，Vp,Vs为在波形上读取的纵波和横波波速。这种方法通常为实验室内测定试块的弹性参数时使用。b. E，G，u(Vp,Vs,u)：以Vp,R,u为自变量，R，u为输入的密度，泊松比，Vp为在波形上读取的纵波波速，这种方法通常为野外实验Vs不易读取时使用。 续存复位：对波列文件续存测点数据后，是否对当前数据全部清零。第项用于提高现场检测效率，对某些情况每一测点的数据基本不变或多数测点数据相近，仅对少量测点需重新读数时可以选择“NO”，此时波形数据中的声时、声幅、声速、弹模等现场实测数据将取前一个测点的值，除非手工重新读取这些值。在现场条件允许的情况下，用户均应选择“YES”，即将所有现场读取的数据清零，而后对新的测点波形重新读取数据。 发射电压：决定声波仪在发射时，施加在发射传感器上的电压值。 单存自动命名：选择存贮波形文件时，波形文件名的命名方法。选择“YES”选项按钮，将对波形文件自动命名。此时应在“步长”文本框内输入步长值，上一次存贮时的文件名尾部的数字部分加上步长值，即为本次存贮时的文件名。例如，原文件名为“AB123.RWV”设定的步长值为10”，则新的文件名为“AB133.RWV”，再下次文件名为“AB143.RWV”。原文件名为“ABC.RWV”，设定步长为“-10”，则新文件名为“ABC-10.RWV”，再下次文件名将为“ABC-20.RWV”。 超声回弹测强：确定进行超声回弹综合法测试混凝土强度时，使用的计算公式。通常测强计算公式为：用户应将使用的经验参数分别输入相应的文本框内。实际读取数据时，只要在数据显示区域（一）内的“回弹R”文本框内输入回弹值，读取Vp的同时，会计算相应的强度值f(MPa)。信号采集在启动仪器采集记录信号之前应根据任务的类型，设置主操作窗体上的仪器状态参数（参见3.3仪器状态设置区域），而后以鼠标单击“采集S”命令按钮，或敲击键盘“S”键。本章介绍采集过程中的基本概念与操作方法。校零与修正 校零：读取声时扣除检测系统造成的延时，才能得到准确的待测值，这种扣除检测系统延时，得到准确声时的过程称为校零。本程序校零的方法为：在采集记录波形时，将波形中对应检测系统延时的部分“截去”，从而得到的波形相当于无检测系统延时情况下的波形。这种处理方法的优点在于记录的数据与检测系统的延时已无关系，便于数据的读取与交流，在灵活进行波形采集和波形文件存取或波列文件存取时（参见8.数据存取），不会因各个波形可能对应不同的“校零”值，引起混乱。但由于“校零”只发生在“采集”过程，而且对数据的“截取”是不可恢复的，因此要求用户在采集记录之前对检测系统的延时进行准确的测试。用户应将检测系统CH1通道的延时，输入参数设置窗体上“校零”分组框内的T10文本框内，CH2通道的延时输入T20文本框内（参见4.1，）。 修正：已记录的数据如被证实当初设置的“校零”值有误，作为补救可以对波形数据进行修正。（这种情况通常发生在取用的传感器有误，或检测系统延时测试有误，或检测现场没有进行校零测试等情况）。在参数设置窗体上的校零分组框中修正文本框内输入修正值（参见4.1，），程序将对数据对应的声时值进行修正，扣除设定的修正值对应的时段，与“校零”时采用的“截去”方法不同，“修正”时采用的是移动坐标轴的方法以达到修正时的目的。上述项“校零”只发生在数据采集时，与后续的数据读取无关，而项“修正”只发生在数据读取时，与数据采集无关。修正值是不与数据同时存盘记录的，而仅仅是一种对现场记录有误时的一种补救措施，因此用户仍应以现场使用准确的“校零值”为主。例：系统延时为15，现场记录时误输入10，则在后续修正时，应在相应的通道对应的修正文本框内输入5。如现场未输入校零值，（即输入的校零值为0），则后续读取数据时应在修正文本框内输入15。如果现场输入的校零值为20，则应在修正文本框内输入-5。触发方式与阈值 触发方式： a. INT方式：由仪器在发射声波时自动触发数据采集系统称为内触发（INT）方式，通常使用同一台仪器发射声波，并接收此声波的检测方式使用内触发方式。使用内触发方式时，由于数据记录系统是自动触发的，与接收信号无关。b. EXT方式：有时需记录的信号并不是用于信号采集的声波仪发射的，例如用力锤敲击击发的声波，此时若需记录的信号声时准确，应有一个准确的同步信号来触发仪器的记录系统，这种情况通常使用外同步触发（EXT方式）。使用EXT方式时应将外同步信号联接到仪器正面面版右侧的EXT信号插座上，当外同步信号的电平值达到触发阈值时，仪器的采集系统开始采集记录数据。c. CH1方式：如果只需记录波形的相对变化，并不关心激发波形的绝对时刻，（如基桩低应变反射波法完整性检测时所记录的波形），可以用待测信号本身触发信号采集系统（CH1方式）。 触发阈值：上述EXT方式和CH1方式都是通过仪器以外的信号来触发仪器的采集记录系统，而外接信号时干扰总是不可避免地存在着，为防止仪器误触发应根据检测现场的干扰情况相应的设置触发阈值。使用时应根据信号类型，在主操作窗体上的仪器状态区内指定触发方式，及相应的触发阈值。（参见3.4仪器状态设置区域）记录通道使用INT方式时可以只记录CH1通道上的波形信号，也可以同时记录CH1，CH2两个通道上的信号。在使用EXT方式和CH1方式时，都只能记录CH1通道上的波形，在按下“采集S”命令按钮后主操作窗体上会出现一个彩色滚动条，表明仪器正处在等待状态，当EXT信号或CH1信号超过设定的触发阈值时，信号才能启动记录系统完成采集记录过程。使用单通道采集时，在参数设置窗体上选择单通道选项按钮，使用双通道采集时，在参数设置窗体上选择双通道选项按钮，参见4.1工作模式参数。增益与放大 增益：仪器电路对输入信号的放大倍数。该项参数是对硬件的设置参数。通常在实际检测中应尽量选择较大的增益值，因为仪器采集记录电路不可避免的含有背景噪声，这种噪声通常与待测信号的大小无关，尽量的将待测信号放大后采集记录将有效地提高采集信号的信噪比。在将增益设定为“自动”时，实际记录采用的增益值将会根据前一次采集记录的结果做相应的调整，调整的方法为：a.如前次记录超量程，本次记录时将增益减少10倍。b.如前次记录最大值不足量程的1/10，本次记录时将增益值增大10倍。c.其他情况，增益值不变。a. 设置“自动”：如不允许超量程（出现削波现象），并且以观察波形的相对变化为主要目的，不关心幅值的绝对物理量值，应将增益设为“自动”，此时连续采集波形数次后，可以得到增益值最为合适的数据采集结果，并且将数据以归一化形式显示出来。b. 设置确定值：如希望了解波形之间的幅值变化，应将增益为某确定值，此时波形不以归一化形式显示，而是以选定增益对应的量程为满幅值显示。以便于用户观察各波形之间的幅值变化。 放大：对已采集的数据在屏幕显示时的显示放大倍数。该项参数只是对软件的设置参数。是一种视觉上的放大，并不会提高波形的信噪比，仅仅是一种用于观察的手段。应特别注意的是，增益设置为“自动”时，波形显示是归一化方式，放大也是在归一化显示基础上的放大。而增益设置为确定值时，波形显示是满量程方式，放大也是在满量程显示基础上的放大。使用时应根据需要在主操作窗体上的仪器状态设置区域内确定“增益”的设置内容，和“放大”的设置内容。（参见3.4仪器状态设置区域）高通滤波与低通滤波应根据使用的传感器的工作频率选择适当的高通与低通滤波截止频率，通常选择的高通截止频率应较传感器工作频率低一个量级，低通截止频率应较传感器的工作频率高一个量级。特别应注意的是，如果选择EXT或CH1触发方式采集记录锤击方式激发的声波信号（例如桩基低应变反射波法检测时锤击激发的反射波信号），通常应将高通滤波截止频率选择为0.01kHz。低通滤波截止频率应放在1kHz。使用时应根据信号的频率带特性，在主操作窗体上的仪器状态设置区域内适当设置高通截止频率和低通截止频率，（参见3.4仪器状态设置区域）。记录长度，采样周期与采样延迟 记录长度：指定采集记录系统记录一个波形时采集的数据总量。记录长度的增加将占用大量的计算机资源（增加通讯时间，占有较大的内存，存盘时需较大的磁盘空间等等）。因此使用时应掌握的原则是：在满足检测任务需要的前提下，尽量减少记录长度。 采样周期：指定采集记录系统采集记录数据的时间间隔，对应记录波形的时间分辨率。记录长度与采样周期共同决定记录波形的时段宽度：记录时段宽度=采样周期记录长度。如果需记录的时段宽度为某一确定值，若要求提高时间分辨率，则应减小采样周期，同时增加记录长度，此时由于记录长度的增加将降低执行效率。因此，检测时应根据任务类型确定适当的时间分辨率与记录时段宽度。 采样延迟：指定采集记录系统记录一个波形的起始时刻。通常记录时，以发射声波的时刻为零时刻。而记录的波形往往来自于远离发射点的接收传感器所在的位置，如果在发射零时刻开始记录，声波由发射点传播到接收传感器位置的这段时间内，记录到的数据均为无效信号。如发射点与接收位置较远，只有增大记录时段宽度才能记录到待测的有效信号，此时只可能采取两种方法：a.加大采样周期，降低时间分辨率。b.加大记录长度，降低记录系统的执行效率。设定延迟时间目的之一就是解决上述矛盾：即不降低时间分辨率，也不增加记录长度，而是延迟记录的时刻，尽量减少无效信号的记录。此种延迟称为正延迟，即开始记录的时刻晚于发射声波的时刻。设定延迟时间的另一个目的是在以EXT方式或CH1方式触发采集记录时，保证记录波形的完整性。在以EXT或CH1方式触发时，因为触发信号往往就是有效信号本身，如触发信号达到触发阈值时才开始记录，则实际记录的波形中将缺少触发信号从零变化到触发电平值这段时间对应的波形，只有保留达到触发电平值之前的某时间段的数据（相当于提前开始采集记录），才能得到完整的波形。此时延迟值为负值，称为负延迟（或前置），即开始记录的时刻早于触发时刻。使用中应根据需要灵活设置主操作窗体上仪器状态设置区域内的“记录”，“延迟”，“采样”三项参数。（参见3.4仪器状态设置区域）。发射电压与脉宽 发射电压：声波仪是通过在发射传感器上施加一个电压，通过突然放电的方式导致压电元件的几何尺寸发生改变发射声波的。施加的电压越高，放电时压电元件的几何尺寸变化越大，发射出的声波能量也越大。因此发射电压实际上是与发射电压（本仪器为500V），在发射与接收跨距较大，低压发射的声波不能透射时，才选择高压（本仪器为1000V）发射声波。 发射脉宽：发射过程是一个放电过程，放电过程的时间长短为发射脉宽。放电会导致压电元件的几何尺寸突然发生变化发射出声波，停止放电将导致压电元件上的电压迅速恢复（充电），仍然会使压电元件的尺寸发生突然的改变从而发射出声波。可见控制发射脉宽实际上控制的是放电与充电两个过程发射出的声波的叠加相位关系，从而达到控制输出波形，突出初至波特征的目的。通常在并不考虑发射声波的相位关系时，不宜将发射脉宽放的过小，否则放电时间过短、放电不充分，发射的声波能量也将减少。使用时应根据需要设置主操作窗体上的仪器状态设置区域内的“脉宽参数”（参见3.4仪器状态设置区域）和参数设置窗体上的“电压”选项按钮（参见4.1工作模式参数）。连续采集传统的模拟声波仪用扫描显像管的方式显示波形，声波的发射与接收显示过程并不能保存数据，必须连续不断的进行，显像管上才能始终显示出波形，传感器的移动、仪器状态设置的变化均会立刻直观地反映到显示出的波形上。数字声波仪不需要以连续采集的方式来保证波形数据的显示，但考虑到以连续采集方式采集并显示波形，可以迅速直观地反映出各仪器状态参数的影响，本程序仍然提供“连采”（连续采集）工作方式。对于EXT和CH1触发方式，由于通常接收的信号并不是由声波仪控制发射的，使用连续采集过程的意义不大。使用中如需要进行连续采集的工作方式，应在参数设置窗体上标有“自动”字样的分组框内选择“连采”复选框。如需进行单次采集应取消对“连采”复选框的选择。加权叠加实际检测时，干扰噪声总是不可避免的，在有效信号较弱时，（或选择的增益值过小时）采集记录的波形信噪比较低，此时可采用叠加的方式提高信噪比。加权叠加的原理是检测对象与检测环境不变时，有效信号具有可靠的重复性，噪声信号则是一种随机信号（自噪声），多次重复采集记录结果的叠加，将使有效信号得到加强，而随机信号将会相互抵消不能得到加强，从而提高信噪比。实际使用叠加方法时应注意“检测对象与环境不变”这一前提条件，如果用以叠加的各个波形来自于不同的检测对象，或检测中检测环境发生了较大的变化，此时叠加将无意义。在使用中如需使用叠加方法增强信号的信噪比，应选择主操作窗体上的仪器状态设置区域内的“加权叠加”复选框，如不需要叠加方法则应取消对“加权叠加”复选框的选择。按键盘“D”键，也可启动或取消叠加功能。8. 资料整理及报告编写 显示频谱曲线：如果需要观察或打印显示在波形图片框内的波形段对应的频谱曲线，应在参数设置窗体上标有“频谱”字样的分组框内选择“CH1 FFT”，“CH2 FFT”复选框。此时将在波形图片框上，另开频谱图片框时实显示波形段对应的功率谱，见图14。图14 显示波形的功率谱显示的频谱曲线可以设定细化倍数，提高曲线的频率分辨率，以便读取特征频率值。如需设置