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无损探伤检测在中国古代的应用

作者:宏旭无损检测 发表时间:2016-10-14 15:13:23

 无损检测

1、中国古代无损检测的朴素思想

我们的祖国是世界文明古国, 对科学技术的发展有过伟大的贡献, 我国古代科学技术文化遗产中就有不少应用无损检测技术的记载,从中可以看出我国古代早已具有朴素的无损检测科学思想。

在我国先秦时期的《考工记》、《墨经》等著作中,记载着光学、力学和声学的物理学知识,从而使无损检测的朴素思想可以追溯到远古的时代。

早在2500多年前,我国春秋时期的齐国有部重要的手工业工艺技术典籍《考工记》,就记载着当时铜冶炼过程中用无损检测的方法控制铸铜质量内容:“凡铸金之状,金(铜)与锡,黑浊之气竭,黄白次之;黄白之气竭,青白次之;青白之气竭,青气次之,然后可铸也。”

这段文字准确地记载了铜冶炼时,通过观察烟气的颜色以确定冶炼的过程,即借助冶炼时烟气的不同颜色来判断被冶炼的铜料中杂质挥发的情况,从而判定铜水出炉的时机。

这说明我国春秋时代就有朴素的无损检测技术应用,这与今天的红外测控技术何其相似。公元前400年,墨翟(公元前478—前392)在《墨经》中记载并论述了有关小孔成像及光色与温度的关系。

在春秋战国时期,我国发现磁石具有吸铁和指南的性质。公元前3世纪,古书《韩非子》记载有司南(磁铁石指南的现象);《吕氏春秋》记有“慈(磁)石召铁”, 这也许是磁场吸引力的最早记载。公元前2世纪,刘安(公元前179—前122)著《准南子》,记载了人造磁铁和磁极斥力等现象。

《论衡》是东汉王充(公元27 97年)所著,记载有关力学、热学、声学、磁学等方面的物理知识,内容十分丰富。王充在《论衡》中有:“生人所以言语呼吁者,气括口喉之中,动摇其舌,张歙其口,故能成言。譬犹吹萧笙,萧笙折破,气越不括,手无所弄,则不音。夫箫之管犹人之口吞也,手弄其孔犹人之动吞也。”又说:“令人操行变气远近,宜与鱼等,气应而变,宜与水均。”

可见他已认识到人发声是使空气振动而产生的,指出了振动的传播要通过媒质,并将声音在空气中的传播用可见的水波的传播来作了比喻。这种比喻,在今天超声检测中讲声波的干涉和衍射时,仍然适用。

《梦溪笔谈》是北宋中期的政治家和科学家沈括(1031—1195)所著,这是一部在中国科学史上占有重要地位的著作,记载有关于地磁偏角的发现,凹面镜成像原理和共振现象等。

《梦溪笔谈》指出“方家以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。”说明沈括在实验中已发现了磁偏角。《梦溪笔谈》还除了通俗地讲了凹面镜成像和针孔成像的道理,对光的直线传播、光的折射现象和虹的形成进行了研究和解释。这些道理在今天的磁力探伤和射线探伤中仍然适用。

元朝时代的实验物理学家赵友钦(1279—1368)著《革象新书》,记载有他作过的光学实验以及光的照度、光的直线传播、视角与小孔成象等问题。

他在书中对光学现象作了比较深入的研究和详细的描述,并用实验进行小孔成像的研究,指出了小孔成像的规律。他在实验中指出,光通过小孔时,不论孔的形状如何,屏上得到的光斑总是发光物的像。

当孔相当大时,则屏上得到的光斑形状随孔的形状而定,孔方则方,孔圆则圆。他对这个现象的解释是“罅小则不足容日月之体,是以随日、月之形而圆,及其缺则皆缺。”

“罅大而可容日、月之体也。”说明了小孔成像与孔的大小有关。经过一系列的周密的观察实验以后,赵友钦指出:“凡景近窍者狭,景远窍者广;烛远窍者景亦狭,烛近窍者景亦广。

景广则淡,景狭则浓。烛虽近而光衰者,景亦淡,烛虽远而光盛者,景亦浓。由是察之,烛也,光也,窍也,景也,四者消长胜负,皆所当论者也。”这段论述与今天射线探伤中关于几何不清晰度的解释可以说是完全一样。

根据声音频率的变化来判断物体内部结构是一种古老的检验方法。在我国明朝时期宋应星所著《天工开物》一书有如下记载:“凡釜,即成后,试法以敲之,响声如木者佳,声有差音则铁质未熟之故,它日易损坏。”这种古老的声音检测方法,在今天质量检测中仍有广泛的应用。

我国古代的科学技术如同群星灿烂,光辉闪耀,只是到了近代由于清朝封建王朝的腐败和外国帝国主义的入侵,我国的科学技术才逐渐落后了。

注明:本文转载自呼伦贝尔日报