为什么使用高精度实验室液压机进行预压缩对于超声波信号至关重要？确保数据完整性

预压缩在多砧组合中的关键作用是建立有效测量所需的声学连续性。通过使用高精度实验室液压机施加稳定的载荷，您可以确保砧、缓冲杆、样品和背板之间的机械耦合紧密。这种物理压缩消除了界面处的残余孔隙，而这正是声波散射和信号能量显著损失的主要原因。

核心要点：良好的机械耦合是高质量超声波数据的绝对先决条件。预压缩将分层组合转化为统一的声学介质，防止信号在波遇到空气间隙或松散界面时发生损失和散射。

声传输的物理学

消除残余孔隙

超声波很难穿过空气或松散的连接。即使是层与层之间微小的间隙也会成为声音传输的障碍。

预压缩迫使组合的各个层紧密接触。

这消除了残余孔隙——即匹配表面之间自然存在的小空气或空间，从而使声波能够穿过堆叠，而不是在第一个界面处反射。

减少能量散射

当声波遇到松散的界面时，它会向多个方向散射。

这种散射会减少实际到达样品并作为可测量回波返回的能量。

通过液压保持紧密密封，您可以显著减少不必要的散射。这最大程度地提高了信噪比，确保您接收到的回波信号清晰且可重复。

精密控制的作用

建立恒定的夹紧力

标准压机可能不够，“高精度”方面至关重要。

系统必须在整个测量过程中提供恒定的夹紧力（例如 6 kN）。

这种稳定性确保超声振动能量有效地传递到焊接界面，而不会出现可能引入数据伪影的波动。

平衡摩擦和变形

精密压力控制使您能够管理摩擦生热与塑性变形之间的微妙关系。

目标是在不因过度用力而损坏样品组件的情况下促进能量传输。

理解权衡

欠压的风险

如果夹紧力不足，组合中的界面可能会相互滑动。

这种“界面滑动”会破坏声学路径，并阻止振动能量的有效传递。

结果是信号微弱且不一致，无法提供关于样品特性的准确数据。

过压的危险

相反，施加过大的压力会损害样品几何形状。

过大的力会导致塑性变形，例如镍箔或其他精密层过度变薄。

虽然这可以提供出色的声学耦合，但它会改变您试图测量的样品的物理性质，从而使数据无效。

优化您的设置以获得数据质量

为确保您的多砧组合产生可靠的超声数据，请在设置液压载荷时考虑您的具体目标：

如果您的主要关注点是信号清晰度：优先达到完全消除残余孔隙的压力阈值，以最大限度地减少散射和能量损失。
如果您的主要关注点是样品完整性：仔细验证夹紧力是否足够高以防止界面滑动，但又低于发生塑性变形的屈服点。

成功取决于找到一个精确的机械平衡点，使组合作为一个整体单元工作，而不会改变样品本身的物理性质。

摘要表：

因素	低预压缩的影响	最佳预压缩的影响	高预压缩的影响
声学耦合	差；高波散射	极佳；统一的声学介质	极佳；但有风险
信号强度	微弱；高能量损失	最大信噪比	强信号
样品几何形状	保持不变	保持完整	有塑性变形的风险
界面状态	滑动和空气间隙	牢固的机械接触	层过度变薄

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参考文献

Adrien Néri, D. J. Frost. The development of internal pressure standards for in-house elastic wave velocity measurements in multi-anvil presses. DOI: 10.1063/5.0169260

本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .