超聲波硬度計原理及應用

超聲波硬度計原理及應用 
      超聲波硬度計的硬度是材料力學性能中很重要的一項指標，和強度一樣，它們其實都是在考量材料受力與變形之間的關系。因此，傳統(tǒng)的硬度測量手段，或者說，試驗方法，都是與力值（也就是負荷）直接相關的，比如，常見的布、洛、維硬度計，包括韋伯斯特硬度計、巴氏硬度計，都是直接將力加載在材料表面，然后觀察變形，只不過，有的關注的是水平方向的變形（布氏）、有的關注的是深度方向的變形（洛氏）、有的給予綜合考慮（維氏）。當然，隨著機電技術和光學技術的發(fā)展，以及為了應用的方便，于是又出現(xiàn)了電機加載、 CCD 觀察壓痕等等形式。 

      但是，萬變不離其宗，馬甲再怎么換，這些傳統(tǒng)的試驗方式其實質還是一樣，輔助技術的出現(xiàn)，并不代表著這些試驗方法變得更先進了，而它們（布絡維）的換算關系也仍然是基于統(tǒng)計數(shù)據(jù)。
超聲波硬度計原理： 
      探頭中間是一根振動棒，振動棒的下端是一個維氏壓頭。開機時，振動棒產(chǎn)生超聲振動，當然，這個振動你肉眼是觀察不到的，但是，可以被固定在振動棒上的一組壓電晶片感應到，并由此計算出一個振動頻率。 

這時候，讓我們展開想象，把這根振動棒看做是一根彈簧，不斷地被壓縮、然后松開，也就是說，以一個固定的頻率震蕩著。 

當我們把這樣一根“彈簧”的**，就是那個維氏壓頭，緊緊地壓進材料表面，會出現(xiàn)什么情況呢？我們知道，材料有彈性模量，微觀上，振動棒這個“彈簧”就會把震蕩傳遞給材料的微觀晶粒，于是這些晶粒也開始震蕩，你同樣可以想象，這是又一根“彈簧”在震蕩。 

剛開始，這兩根“彈簧”的震蕩頻率并不相同，但逐漸地，它們會趨于同步，也就是說兩根“彈簧”連在一起后，會產(chǎn)生共振，（當然，這個“逐漸地”的過程很快，也就一兩秒鐘的事），于是，振動棒上的另一組壓電晶片監(jiān)測到了這個共振的頻率，這樣，振動棒初始的頻率和共振后的頻率的變化量也就可以被計算出來了。