超声无损检测技术--用声速检测黄金质量

目前黄金市场上出现了越来越多的掺假金条，这些掺假金条通过在黄金中掺入某些密度相似且价格低廉的贱金属而制成。这种以欺诈手段牟利的现象引起了人们很多关注。通过称重方式或放射成像技术很难或无法探测出这些掺杂在黄金中的物质。虽然使用X射线荧光是一种可验证黄金纯度的非常可靠方式，不过XRF（X射线荧光）只是一种表面检测技术。某些贵金属处理人员在核查金条的完整性时，甚至会采用对金条钻孔或切割的方式。不过我们还可以采用一种简单的超声检测方式，快速可靠地找到掺杂物质，而无需对金条钻孔、切割或以其它方式损坏金条。再结合使用XRF表面检测技术，处理人员就可以对所处理黄金的纯度和完整性充满信心。

谛通超声扫描显微镜

通过加入其它物质而制成的掺假金条，在超声波穿入其中时，会使超声波的传播方式发生可预测性的变化。金条中加入的其它物质会改变声波反射的模式，金条内部的空隙也会使声波的反射模式发生变化。占据了金条大部分空间的大量掺入物还可以通过声速的变化探测到。

1.脉冲/回波反射方式

穿过任何一种媒介的超声波都会持续在同一方向上传播，直到碰到另一种材料的界面。声波在碰到界面后，会发生反射，回到声源。超声探伤仪和相控阵仪器在使用小型手持式探头进行检测时，会生成高频声波脉冲。声能被耦合到被测样件中，同时仪器会监测到并在屏幕上显示反射声波的图形。来自金条内部而不是金条底面的反射，会改变声波反射的模式，并表明金条内部掺入了另一种金属，或金条内有空隙。

这种检测的方式是将探头耦合到已知合格金条上，并辨别来自金条底面的回波。可以使用一个缺陷闸门监控金条表面以后到底面前面（金条内部）的这段距离。任何出现在闸门中的回波都表明声波反射自金条内部的不连续性，而且应该以其它方式对金条完成更进一步的检测。这种应用的典型屏幕显示如下。

常规探伤仪的图像：来自坚实金属的信号（左图）；来自金属中不连续性部位的信号（右图）

相控阵探伤仪的图像：来自坚实金属的信号（左图）；来自金属中不连续性部位的信号（右图）。不连续性所表现的指示应该为图像中的白色区域。

2. 声速方式

纯金的声速为3,240 m/S或1275 in/uS。一般来说，用于制造珠宝的较硬金合金的声速会稍微快一些，不过这些金合金也同样会有与其各自合金相关的特定声速。如果所测的金条声速值与预期值出现了偏差，则说明金条中的黄金含量出现了问题。