本发明涉及一种用于检测砖石文物的超声耦合剂。
背景技术：
在我国的砖石文物保护领域中，超声波检测技术已有较多成果与应用。通过观测和分析超声波在介质中的波速、波幅、波形等参数，对分析砖石文物的物理力学特性、风化程度、结构特征等具有重要意义。
超声波在传播时遇阻抗差别较大的界面会产生反射从而减小声能。耦合剂的作用是使超声波在换能器与被检测材料的界面上的衰减减小。而在砖石质文物检测中所使用的耦合剂要求既有良好的超声穿透性能和耦合性能，又要求有良好的可去除性，不能对文物造成伤害。实验室内，砖石材料性质检测时常用的超声耦合剂为黄油或凡士林。但是，对砖石文物而言，黄油、凡士林等油质耦合剂在超声检测使用后难以被完全清除，易残留在表面，对文物造成新的损害。在国家文物局发布的《ww/t0063-2015石质文物保护工程勘察规范》的第g.3.1.2条规定“不宜选用黄油或凡士林为耦合剂”，所以亟需发明声导效果好且易清除的耦合剂用于砖石质文物超声检测。
技术实现要素：
本发明实施例的目的在于提供一种适用于砖石文物超声检测时的耦合剂材料，用以解决现有的检测砖石文物时耦合剂残留的问题。该耦合剂为聚乙烯醇液体胶水，产品具有价格低、水溶性、良好的声导效果等优点。
为实现上述目的，本发明实施例提供一种可用于检测砖石质文物的超声耦合剂材料，该耦合剂为普通商店出售的液体胶水，其主要有效成分为聚乙烯醇。
发明人对岩体工程常用的耦合剂与聚乙烯醇液体胶水进行了比较试验。选用聚乙烯醇液体胶水、黄油、土水混合物(土粒径小于0.088mm)、不同配比的面粉水混合物、石膏(石膏:水＝3:2)、凡士林、丙二醇丙三醇混合物、牙膏(高露洁牌)等10种材料作为耦合剂，具体见表1。
表1所选择的10种耦合剂
测试时，选用5块尺寸为5×5×5cm的均匀性良好的岩石试块。对于每个试块选择两个平行表面使用对穿直透法测纵波波速。对于每种耦合剂，分别使用54khz、150khz、250khz三种频率换能器进行测试。每种换能器频率下，每个试块测3次纵波波速，取平均值为测试结果。使用完一种耦合剂时，用干净的湿棉花球擦拭试块的两个表面，并放置室内24小时后换另一种耦合剂进行测试。不同耦合剂下试块纵波波速的测试结果见表2。
表2使用不同耦合剂的岩石纵波波速值(m/s)
在这10种耦合剂材料中，使用聚乙烯醇液体胶水时所测得的纵波波速值最大，说明在聚乙烯醇液体胶水的耦合作用下，超声波在换能器与被检测面的衰减最小。相较于其余9种耦合剂材料，聚乙烯醇液体胶水声导效果最好。
本发明实施例具有如下优点：
①能够改进超声波换能器与被检测材料的耦合效果，相较于目前常用的黄油、凡士林等耦合剂有更好的声导效果。
②比目前常用的耦合剂材料价格更低且易于购得。
③具有良好的水溶性，易于清除，适合用于砖石文物的超声检测。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例所测试的内容为北京房山大理岩的纵波波速。所使用的仪器为瑞士产的punditpl—200pe超声波检测仪。将聚乙烯醇液体胶水均匀地涂抹于频率为250khz的换能器上，使用换能器与大理岩试块的测试面接触，采用对穿直透法测试其传播时间。使用游标卡尺测量两个换能器圆心间的距离。测试结束后，迅速用纯净水浸湿的棉花球擦拭测试面。
实施例2
本实施例所测试的内容为自北京圆明园内某砂岩和大理岩文物的纵波波速。本实施例所使用的仪器为瑞士产的punditpl—200pe超声波检测仪。首先，用细毛刷扫除文物测试点上的杂质。然后，在文物上用粉笔标记两个点作为超声波两个测试点。接着，使用三维激光扫描仪扫描文物，在三维图上选定超声波两个测试点，并测量两点间的距离。最后，将聚乙烯醇液体胶水均匀地涂抹于换能器上，使用换能器的圆心与文物上所标记的测试点紧密接触，采用同侧直达波法进行纵波波速测试。测试结束后，迅速用纯净水浸湿的棉花球擦拭测试面。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。