CN109298079A - 一种适用于结构声速试验的耦合剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种适用于结构声速试验的耦合剂,由以下原料按重量百分比计算所占比例为：黏性土30％～53％；水35％～58％；滑石粉5％～15％；塑形剂2％，设计新颖，容易制备，价格低廉，干净易清洗，使用效果好。良好的粘性使检测结果更加准确，同时配方固定使得检测结果更加稳定，避免由耦合剂性状变化带来的检测结果误差，实用性能优，是一种很好的创新方案，很有市场推广前景。

Description

一种适用于结构声速试验的耦合剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及结构检测技术领域，特别是涉及操作方便的一种适用于结构声速试验的耦合剂及其制备方法。

背景技术

目前，在结构检测中经常会对结构进行声速的检测，用来确定结构材料的性质、状态、强度等重要参数。通常的检测手段是将发射与接收传感器置于待测结构的对称两侧，通过耦合剂与结构紧密接触。然后由发射端传感器发射超声波，超声波通过耦合剂的耦合作用从传感器进入结构进行传播，在结构另一端通过耦合剂进入接收端传感器被接收，从而测得声波在结构内部的传播速度。

声波在结构内传播的速度简称声速，是结构检测中的重要参数，可以用来计算结构材料的弹性模量、泊松比、拉梅系数、体积模量等参数；也可以通过超声回弹综合法确定材料的强度。因此声速试验是结构检测领域里的一个非常重要的试验。

超声波是通过耦合剂的耦合作用，才能在传感器和结构之间传播，因此耦合剂的耦合效果对检测结果的准确性有着非常大的影响。

目前在结构声速检测中采用的耦合剂有以下几种：

1)牙膏：容易购买，使用起来干净方便，但是粘性较差，耦合作用不佳；

2)黄油：相较牙膏来说粘性略好，但是无法随处购买，使用起来容易污染手和仪器，各类黄油的成分不同也会造成检测数据的不稳定；

3)橡皮泥：使用起来干净方便，粘性也比较好，但是本身质地较坚硬，对检测结果有较大影响；

4)口香糖：粘性较好，不会造成污染，购买方便，但是使用起来较麻烦，效率非常低下，只适用于小批量试验，对数据的影响比牙膏和黄油大一些。

以上耦合剂均存在着不足,不能满足社会高速发展的需求。

综上所述，针对现有技术的缺陷，特别需要一种适用于结构声速试验的耦合剂及其制备方法，以解决现有技术的不足。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，影响实际中的使用，本发明提出一种适用于结构声速试验的耦合剂及其制备方法，设计新颖，具有干净方便，粘性好，便于大批量制备的特点，由于配方固定，因此能保证检测数据的准确性和稳定性，已解决现有技术的缺陷。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种适用于结构声速试验的耦合剂，由以下原料按重量百分比计算所占比例为：

黏性土 30％～53％； 水35％～58％；

滑石粉 5％～15％； 塑形剂2％。

在本发明的一个实施例中：耦合剂的原料按重量百分比计算所占比例为：

黏性土 40％～45％； 水43％～48％；

滑石粉 10％； 塑形剂2％。

进一步，所述的黏性土的颜色采用灰褐色或黄色。

进一步，所述水选用自来水或纯净水。

进一步，所述塑形剂采用丙烯类塑形液或塑形膏。

一种适用于结构声速试验耦合剂的制备方法，其方法为：

1)黏性土一般应选用灰褐色或黄色黏质土，塑性指数IP>17，若含有少量粉质黏土，需保证塑性指数IP>15，用于耦合剂制备的土样应风干碾碎，并通过0.075mm筛，黏性土起到骨架的作用，并具有一定的粘性；

2)水可选用自来水或纯净水，水起到润滑和填充的作用；

3)滑石粉可采购成品，主要成分应为含水硅酸镁，经粉碎后，用盐酸处理，水洗，干燥而成，滑石粉起到增加粘性的作用；

4)塑形剂可采用丙烯类塑形液或塑形膏，塑形剂可以增加产品的稠度；

5)制备时应先将风干的黏性细粒土与滑石粉拌和均匀，再加入水和塑形剂，搅拌均匀至糊状即可使用。

本发明的有益效果是：设计新颖，容易制备，价格低廉，干净易清洗，使用效果好。良好的粘性使检测结果更加准确，同时配方固定使得检测结果更加稳定，避免由耦合剂性状变化带来的检测结果误差，实用性能优，是一种很好的创新方案，很有市场推广前景。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明：

图1为本发明的使用结构图；

图中100-试件，110-声速检测仪器，120-发射端传感器，121-接收端传感器，130-耦合剂。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1，声速检测仪器110的一端连接有发射端传感器120，声速检测仪器110的另一端连接有接收端传感器121，发射端传感器120和接收端传感器121均通过耦合剂130连接试件100。

耦合剂由以下原料按重量百分比计算所占比例为：

黏性土 30％～53％； 水35％～58％；

滑石粉 5％～15％； 塑形剂2％。

黏性土的颜色采用灰褐色或黄色，水选用自来水或纯净水，塑形剂采用丙烯类塑形液或塑形膏。

一种适用于结构声速试验耦合剂的制备方法，其方法为：

1)黏性土一般应选用灰褐色或黄色黏质土，塑性指数IP>17，若含有少量粉质黏土，需保证塑性指数IP>15，用于耦合剂制备的土样应风干碾碎，并通过0.075mm筛，黏性土起到骨架的作用，并具有一定的粘性；

2)水可选用自来水或纯净水，水起到润滑和填充的作用；

3)滑石粉可采购成品，主要成分应为含水硅酸镁，经粉碎后，用盐酸处理，水洗，干燥而成，滑石粉起到增加粘性的作用；

4)塑形剂可采用丙烯类塑形液或塑形膏，塑形剂可以增加产品的稠度；

5)制备时应先将风干的黏性细粒土与滑石粉拌和均匀，再加入水和塑形剂，搅拌均匀至糊状即可使用。

为了验证按照以上配方生产的耦合剂的技术特性，本发明采用了不同材料的标准试件，对不同比例的配方以及常用的耦合材料之间进行了比对试验，试验过程及成果如下：

根据配方内不同的比例配置耦合剂，并选取几种常用的耦合材料进行对比，具体如下：

1)配方1：黏性土30％、水58％、滑石粉10％，塑形剂2％；

2)配方2：黏性土53％、水35％、滑石粉10％，塑形剂2％；

3)配方3：黏性土43％、水50％、滑石粉5％，塑形剂2％；

4)配方4：黏性土38％、水45％、滑石粉15％，塑形剂2％；

5)牙膏；

6)黄油；

7)橡皮泥。

购置了三种标准试件：黄铜、铁铬镍合金、有机玻璃。由同一人员使用同一设备，选用不同的耦合材料进行比对试验，每次检测10个不同的测点作为一个批次，试验结果见表1至表3：

表1黄铜试件声速比对试验结果汇总表

表2铁铬镍合金试件声速比对试验结果汇总表

表3有机玻璃试件声速比对试验结果汇总表

试验结果分析：

1、声速误差的大小反映了试验结果的准确性；变异系数的大小反应了试验结果的稳定性，变异系数越小，稳定性越高；

2、从上述试验结果可以看到，按配方配制的耦合剂在准确性和稳定性上均比常规材料有着更佳的表现；

3、配方1由于加水量略高导致粘性降低，不利于检测结果的准确性；配方2黏性土含量略高，使用时需控制好耦合层厚度方能取得较好的耦合效果；配方3滑石粉含量略低，与配方1一样有粘性略低的缺点；配方4滑石粉含量较高，虽然粘性好，但是很快便会凝结，不适用于长时间试验；

4、综合本发明在上述试验中表现出的技术特性，现提出最优配方比例范围：

黏性土 40％～45％； 水43％～48％；

滑石粉 10％； 塑形剂2％。

本发明在使用中的注意事项:

通常情况下黏性土可事先大量制备，与滑石粉拌和均匀后储存。使用前选取适量，添加水和塑形剂，搅拌均匀后即可使用。如果试验时间较长，产品内部分水分蒸发，应注意适当补水；

当需要产品具有极高的粘性的时候可以提高配方中滑石粉的含量，但因产品会很快凝结，所以可使用时间会大大缩短；

实际操作中，各配料的占比可以有小幅度的偏差，使用起来依然能有优于常规材料的耦合效果。

本发明提出了一种固定配方制备的耦合剂，相比现有技术有三点改进：

1、配方成分容易取得，价格低廉，可以自行大量制备；

2、成分基本为水性，不会像黄油那样造成油性污染，难以清洗；

3、具有很好的粘性，有利于检测结果的准确和稳定。

综上所述，本发明的达到的有益效果为：设计新颖，容易制备，价格低廉，干净易清洗，使用效果好。良好的粘性使检测结果更加准确，同时配方固定使得检测结果更加稳定，避免由耦合剂性状变化带来的检测结果误差，实用性能优，是一种很好的创新方案，很有市场推广前景。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种适用于结构声速试验的耦合剂，其特征在于：

由以下原料按重量百分比计算所占比例为：

黏性土 30％～53％； 水35％～58％；

滑石粉 5％～15％； 塑形剂2％。

2.根据权利要求1所述一种适用于结构声速试验的耦合剂，其特征在于：耦合剂的原料按重量百分比计算所占比例为：

黏性土 40％～45％； 水43％～48％；

滑石粉 10％； 塑形剂2％。

3.根据权利要求1所述一种适用于结构声速试验的耦合剂，其特征在于：所述的黏性土的颜色采用灰褐色或黄色。

4.根据权利要求1所述一种适用于结构声速试验的耦合剂，其特征在于：所述水选用自来水或纯净水。

5.根据权利要求1所述一种适用于结构声速试验的耦合剂，其特征在于：所述塑形剂采用丙烯类塑形液或塑形膏。

6.一种适用于结构声速试验耦合剂的制备方法，其特征在于：其方法为：

1)黏性土一般应选用灰褐色或黄色黏质土，塑性指数IP>17，若含有少量粉质黏土，需保证塑性指数IP>15，用于耦合剂制备的土样应风干碾碎，并通过0.075mm筛，黏性土起到骨架的作用，并具有一定的粘性；

2)水可选用自来水或纯净水，水起到润滑和填充的作用；

3)滑石粉可采购成品，主要成分应为含水硅酸镁，经粉碎后，用盐酸处理，水洗，干燥而成，滑石粉起到增加粘性的作用；

4)塑形剂可采用丙烯类塑形液或塑形膏，塑形剂可以增加产品的稠度；

5)制备时应先将风干的黏性细粒土与滑石粉拌和均匀，再加入水和塑形剂，搅拌均匀至糊状即可使用。