EN 14579 Phương pháp thử đá tự nhiên - Xác định tốc độ lan truyền âm thanh

Tiêu chuẩn Châu Âu “EN 14579 Phương pháp thử đá tự nhiên - Xác định tốc độ lan truyền âm thanh” mô tả phương pháp xác định tốc độ lan truyền của sóng siêu âm dọc trong đá tự nhiên, cả trong phòng thí nghiệm và tại công trường.

Khi thực hiện thử nghiệm, một xung bao gồm các rung động theo chiều dọc được tạo ra bởi một đầu dò điện âm tiếp xúc với bề mặt của đá đang được thử nghiệm. Sau khi đi qua một đoạn đường đã biết trong đá, xung rung được chuyển đổi thành tín hiệu điện bởi một bộ chuyển đổi thứ hai và mạch thời gian điện tử cho phép đo thời gian truyền của xung.

Thiết bị được sử dụng trong các thử nghiệm này về cơ bản bao gồm một máy phát xung điện, một cặp đầu dò, một bộ khuếch đại và một thiết bị đo thời gian điện tử để đo khoảng thời gian giữa thời điểm bắt đầu phát xung tại đầu dò phát và thời điểm xung này đến đầu dò thu.

Có hai loại thiết bị đo thời gian điện tử:

• Một máy hiện sóng hiển thị mặt trước ban đầu của xung trên thang thời gian phù hợp
• Bộ hẹn giờ có màn hình kỹ thuật số đọc trực tiếp

Máy hiện sóng có khả năng kiểm tra dạng sóng, có thể hữu ích trong những tình huống phức tạp.

Thiết bị được sử dụng trong các thử nghiệm phải tuân thủ các yêu cầu về hiệu suất sau:

• Đo thời gian chuyển tiếp trên thanh hiệu chuẩn với độ chính xác cộng/trừ 0,1 µs
• Để tạo ra xung đột đột ngột, nghĩa là xung kích thích điện tử được áp dụng cho bộ chuyển đổi truyền có thời gian tăng không lớn hơn một phần tư chu kỳ tự nhiên của nó.
• Tần số lặp lại xung đủ thấp để đảm bảo phần đầu của tín hiệu nhận được không bị tiếng vang che khuất.

Đầu dò cũng được sử dụng trong các thử nghiệm. Tần số tự nhiên của các thiết bị này phải nằm trong khoảng từ 20 đến 150 kHz. Đôi khi có thể sử dụng tần số thấp tới 10 kHz và cao tới 200 kHz. Các xung tần số cao có thời điểm bắt đầu rõ ràng, nhưng suy yếu nhanh hơn các xung tần số thấp khi chúng đi qua đá tự nhiên. Do đó, tốt nhất nên sử dụng bộ chuyển đổi tần số cao (50 kHz đến 82 kHz) cho các đường dẫn ngắn (lên đến 200 mm) và bộ chuyển đổi tần số thấp (15 kHz đến 10 kHz) cho các đường dẫn dài (tối đa 40 m). Các bộ chuyển đổi có tần số từ 40 kHz đến 82 kHz được chứng minh là hữu ích cho hầu hết các ứng dụng.

Trong các thử nghiệm, người ta cũng sử dụng một thiết bị để xác định thời điểm va chạm xảy ra. Thiết bị này có thể xác định thời điểm xuất hiện của sóng xung đầu tiên, ngay cả khi biên độ của nó nhỏ so với nửa sóng xung đầu tiên.

Ngoài ra, trong các thử nghiệm còn sử dụng một thiết bị cân có độ chính xác 0,01 phần trăm khối lượng cần cân và một lò thông gió có thể duy trì nhiệt độ 70 độ cộng/trừ 5 độ.

Việc lấy mẫu không phải là trách nhiệm của phòng xét nghiệm trừ khi có yêu cầu cụ thể. Phải chọn ít nhất 6 mẫu từ một lô đồng nhất.

Theo tiêu chuẩn tham chiếu, bề mặt cuối cùng của mẫu phải được cưa hoặc làm nhám. Mẫu thử phải là hình lăng trụ có kích thước 2 mm x 300 mm x 75 mm với dung sai cộng/trừ 50 mm. Nếu đá biểu hiện các mặt phẳng dị hướng (ví dụ như lớp, phiến), các mẫu nên được chuẩn bị sao cho trục dài của chúng song song hoặc vuông góc với các mặt phẳng này. Mẫu phải được sấy khô ở nhiệt độ 70 độ cộng/trừ 5 độ cho đến khi khối lượng không đổi. Điều kiện này được coi là thỏa mãn nếu sự chênh lệch giữa hai lần cân cách nhau 24 giờ cộng/trừ 2 giờ không quá 0,1 phần trăm của khối lượng đầu tiên trong hai khối lượng này.

Trong quá trình thử nghiệm, thiết bị phải được sử dụng trong điều kiện hoạt động do nhà sản xuất chỉ định. Để đảm bảo phép đo vận tốc va chạm có thể lặp lại, cần phải tính đến nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến phép đo. Thông tin bắt buộc được nêu trong phần phụ lục của tiêu chuẩn (Phụ lục B).

Khi bố trí đầu dò, có thể phát hiện các tác động đi qua đá tự nhiên theo hướng khác với hướng phát ra năng lượng cực đại là vuông góc với mặt đầu dò truyền. Do đó, có thể thực hiện phép đo vận tốc xung bằng cách đặt hai đầu dò trên các mặt đối diện (truyền trực tiếp), trên các mặt liền kề (truyền bán trực tiếp) hoặc trên cùng một mặt (truyền gián tiếp hoặc truyền bề mặt).

Có thể cần đặt các đầu dò ở các mặt đối diện nhau, nhưng không nên đặt chúng đối diện nhau. Kiểu sắp xếp này nên được coi là truyền dẫn bán trực tiếp. Phương pháp dẫn điện gián tiếp có độ nhạy thấp nhất và nên được sử dụng cho các phép đo tại chỗ khi chỉ có thể tiếp cận một mặt của đá tự nhiên hoặc khi cần xác định độ bền của lớp gần bề mặt hơn là thân của đá. Điều chỉnh dẫn điện bán trực tiếp có độ nhạy nằm giữa hai điều chỉnh kia và chỉ nên được sử dụng khi không thể sử dụng điều chỉnh trực tiếp.

Đối với truyền trực tiếp, độ dài đường dẫn là khoảng cách giữa các đầu dò được đo với độ chính xác cộng/trừ 1 phần trăm. Đối với truyền dẫn gần như trực tiếp, người ta thường thấy rằng độ chính xác đủ cao để lấy độ dài đường dẫn làm khoảng cách đo từ tâm này đến tâm kia của các mặt bộ chuyển đổi. Độ chính xác của phép đo chiều dài đường đi phụ thuộc vào kích thước của đầu dò so với khoảng cách từ tâm đến tâm và phải được ước tính. Trong truyền dẫn gián tiếp, chiều dài đường đi không được đo, nhưng một loạt các phép đo được thực hiện bằng các đầu dò ở các khoảng cách khác nhau.

Tổ chức của chúng tôi có đội ngũ nhân viên hùng hậu, luôn theo dõi sát sao những diễn biến trong lĩnh vực khoa học công nghệ trên thế giới và không ngừng cải tiến. Trong số nhiều nghiên cứu thử nghiệm, đo lường, phân tích và đánh giá được cung cấp cho các doanh nghiệp trong nhiều lĩnh vực khác nhau, cũng có các dịch vụ thử nghiệm theo tiêu chuẩn “EN 14579 Phương pháp thử đá tự nhiên - Xác định tốc độ lan truyền âm thanh”.