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摘要：水利工程建设是国民经济发展的基础性产业，其建设质量直接影响着社会的稳定发展，探究其工程质量的检测方法，超声波技术是较为科学、有效的检测办法之一。施工者可通过声波反馈的形式，在不破坏建筑物体构造的情况下，对其内部作出较为准确的探究。本文根据超声波技术的工作原理、干扰因素与实际应用三个方面，结合公式与数据表格，作出了简要的分析与论述。
关键词：超声波技术；水利工程质监；水利建设
引言
超声波技术在当今时代已成为与人类生活息息相关的科学技术之一，其主要是通过对声波频率的控制，使20Hz-20kHz之间的声波能够发挥其穿透性作用，为人类带来相关信息的探索。超声波具有能量集中性强、指向性与穿透性好等特点，能够在某些人类探索或检测存在障碍的方面提供助益，如医疗行业中常见的B超检查、勘探行业中的声呐技术等，都属于超声波技术的不同种类，为社会各行各业作出了不同的贡献。
一、超声波技术在水利工程质量检测中的工作原理与方法
（一）超声波技术脉冲反射法
脉冲反射法的基本原理是指通过介质之间的声波反射，实现两种密度不同的介质间的声波信息反馈，从而对检测数据进行细致的分析，并得出相关测量结论。通常情况下，一个超声波探头就可以实现脉冲反射法，在实际工作中，一般采用压电陶瓷转换器作为脉冲反射法的超声波探头。
（二）超声波技术脉冲透射法
与上文所述的脉冲反射法有所不同的是，脉冲透射法能够利用多个超声波探头进行检测工作，从其中的一个探头作为超声波的发射端，而另一个探头可作为接收端，将两个或多个超声波探头置于被测物的两侧，实现探头之间的位置变换，使测量角度更加全面，并能够以这样的形式对被测物进行全方面的测量，根据探头所测量的数据构造虚拟模型。
（三）超声波技术共振法
利用超声波的穿透性较强的特点，能够使用专业的测量装置对超声波探头所发出的声波频率进行调整，使超声波的波长与被测物的尺寸形成对应的线性关系，并根据物体共振的原理使二者之间存在共振关系。通过仪器输出所改变的共振频率，能够使被测物的内部形成对应的数据反馈，从而对已发出的超声波作出变化式的回应，根据回应的数据能够分析出被测物的内部质量情况。
（四）超声波技术衍射时差法
衍射时差法与共振法的原理相似，但有所不同的是，衍射时差法通过多个探头的不同放置方法，实现多个角度的超声波反射对应关系，并进行声波接收。当被测物体的内部存在空隙、也就是质量问题时，反射波与衍射波的波长会发生相应的变化，那么工作者也就可以通过超声波的数据反馈确定问题所在的位置。其工作原理如图1所示。
图1超声波技术衍射时差法工作原理示例（参考）
二、超声波技术在水利工程质量检测中的干扰因素
（一）超声波技术的设备干扰因素
在水利工程中对混凝土区域的检测，其扫描声束入射方向要与混凝土面保持垂直，才能使混凝土监检测区域能够被足够的声束覆盖住，以避免漏检情况的发生，并且入射方向的垂直情况要根据被测混凝土内部缺陷的大小进行判定。这也就说明了相关设备的扫查速度与角度会对检测结果造成直接影响。如表1所示，相关参数之间的关系可如表中公式示例。对检测探头的频率选择也能够对物体的监测结构造成影响，如超声波对物体内部的检测最小缺陷为超声波波长的1/2，故在保证探头所发出的超声波能够穿透物体的前提下，提高声波的发生频率，能够增强超声波探测的效率与质量。
（二）超声波技术的耦合剂干扰因素
由于超声波探头与被测物体之间存在着一定的空隙，容易对实际测量结果造成影响，故耦合剂能够有效消除探头与被测物体之间空隙的问题，并且有利于声波导入被测物体的内部。在当下的材料市场中，对于耦合剂的成分材料有许多，常见的有甘油、水玻璃、化学浆糊等，耦合剂在测量过程中所涂层的厚度被称为耦合层，耦合层的厚度越小，其对超声波检测结果的影响也就越小，若是被检测物体的表面过于粗糙，那么就必须对其表面进行必要的抛光，才能使耦合层的涂层更为合理。
表1超声波技术扫查速度与检测结果的影响及相关公式
三、超声波在水利工程质量检测中的实际应用
（一）钢焊缝质量检测中的应用
在水利工程施工中国，由于钢筋等材料的大量使用，其钢焊缝操作的施工量也较大，故对该工作项目的质量检测也就较为关键。通常来说，利用超声波法与X射线法，能够在复杂的施工环境中，发挥出超声波检测技术的优势，如操作简单、无辐射隐患等。金属材料的晶粒尺寸较小，钢焊缝质量方面所受的检测影响会放大，为探测其工作项目所存在的缺陷，利用超声波脉冲法，可根据反馈的脉冲数据进行比较与分析。当所需检测的焊缝质量较为良好时，探头所发出的超声波能够顺利的到达被检测物体的地面，其回应的信号也会相对完整，若所需检测的焊缝质量存在问题，那么在反馈回来的信号中就会出现不均的声波长度。据此也可判断出被检测的钢焊缝工作是否存在质量问题。
（二）混凝土强度检测中的应用
混凝土作为水泥、砂石组成的多项复合型材料，其构成成分较为复杂，普通的检测取样方法，难以在已形成建筑规模的工程中起到有效作用。故超声波技术通过声波的反馈变化，能够对混凝土结构的内部进行声波衍射、反射等传播形式的数据反馈，还可以利用直线性数学关系建立模型，并利用纵波传播速度公式，建立混凝土强度与超声波声速之间的公式，作为超声波技术的检测依据。如表2所示，其相关公式与参数的设置如下。从表格中数值的关系可以看出，超声波的传播速度与介质之间的密度及性质有着直接的关系。因此在混凝土强度的检测中，超声波应采用多参数法进行测量，才能有效提高测试的精准度，如混凝土成熟度—超声声速、声速—衰减系数、声速—振幅、声速—含水率、声速—混凝土龄期等对应关系。
表2超声波在混凝土强度检测中的公式与参数（参考）
结束语
在水利工程的质量检测方面，超声波技术能够起到有效作用，除核心技术需要不断探索与创新外，施工单位的管理者还应加强管理力度、完善管理措施、规范超声波检测技术的操作流程，才能做好工程的质检工作。超声波技术作为人类社会发展的科学技术之一，是人类智慧的结晶，同时也是现代科技发展水平的证明，将其有效的利用在工程建设中，能够推动我国的水利建筑产业不断发展。从而提高我国建工业的质监水平，保证工程施工的安全性，使建工方面的质量检测方法能够得到新时代的发展。
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