基于无损检测技术的砂石筛选方法优化研究

基于无损检测技术的砂石筛选方法优化研究

陶双喜

江苏省宿迁市元测检测技术股份有限公司 江苏省宿迁市 223800

摘要：

砂石筛选是一项关键的工程技术，其可以有效地从原始砂石料中去除不合格颗粒，确保所用材料的质量和性能，从而保障工程项目的安全和可持续发展。近年来，随着科学技术的进步，无损检测技术在砂石筛选中的应用逐渐受到关注。传统砂石筛选方法可能难以准确地评估砂石料的质量和性能，而利用无损检测技术，可以对原始砂石料进行非破坏性的快速评估和分析，帮助筛选设备优化工艺，提高筛选效率和准确性。因此，基于无损检测技术的砂石筛选方法优化研究具有重要的价值，可以提供更可靠和高效的工程建材选择。

关键词：无损检测技术；砂石筛选；方法优化

引言：

在砂石筛选中，无损检测技术具有显著的适用性和优势，无损检测技术通过使用射线、声波、电磁波等非侵入性手段，能够在不破坏砂石结构的情况下，快速、准确地获取其内部信息。这种技术优势使得在筛选过程中实时监测砂石颗粒的形态、尺寸、密度、含水量等重要参数，并检测内部缺陷或杂质，从而及时调整筛分设备参数，实现筛选过程的优化和精细化控制。

一、砂石筛选中的无损检测技术种类与应用

（一）超声波检测

超声波检测是利用声波在材料中传播的特性来评估材料的内部结构和缺陷情况，在超声波检测中，发射超声波脉冲进入被检测材料，当遇到材料中的界面或缺陷时，部分能量会被反射回来，并被接收器捕获。通过测量声波的传播速度、幅度和时间延迟等参数，可以推断出材料的厚度、密度以及可能存在的缺陷，如裂纹、气泡、杂质等。超声波检测具有非破坏性、快速、准确、实时性强等特点，可用于各种材料和形状的检测。在砂石筛选中，超声波检测可以帮助评估砂石的质量和结构，发现内部缺陷和杂质，以提高筛选效率和产品质量。同时，超声波检测还可以与自动化筛选设备集成，实现砂石筛选过程的智能化和自动化。超声波检测技术对于颗粒尺寸、形态和内部缺陷具有良好的灵敏度，可用于细颗粒砂石的筛选和缺陷检测，为砂石产业的发展带来新的技术支持。

（二）X射线检测

在无损检测中，X射线检测使用X射线穿透被检测材料，利用X射线在不同材料中的吸收和散射特性来评估材料的组成和内部结构。X射线通过被检测材料后，其强度会受到材料密度、厚度和成分的影响，从而形成投射影像或射线衍射图。通过分析和解释这些影像或图谱，可以获得被检材料的各种信息，如组分、密度、厚度、缺陷和异物等。X射线检测具有高分辨率、快速、非接触性、无损性、实时性等优势，适用于多种材料和形状的检测[1]。在砂石筛选中，X射线检测可以用来确定砂石料的成分和密度，评估其适用范围和质量，通过对砂石料进行X射线检测，可以帮助筛选设备识别不合格颗粒、异物或其他缺陷，提高筛选精度和安全性，为提升砂石产业的质量控制和工艺优化提供了有力手段。X射线检测技术具有较高的穿透力，能够检测砂石内部的密度变化和异物，适用于大颗粒或高密度砂石的筛选。

（三）电磁波检测

电磁波检测技术是一种基于电磁场相互作用原理的无损检测方法，广泛应用于砂石筛选领域，该技术利用电磁波在不同介质中传播的特性，通过对砂石样本施加电磁场，然后测量和分析砂石对电磁波的响应，来获取砂石的特定参数信息。电磁波检测技术的主要优势在于其非侵入性和非接触性，检测过程无需与砂石样本直接接触，不会对样本造成损伤，从而保持了样本的完整性和原始性。同时该技术可实现快速、连续、自动化的检测，能够在高速生产线上进行实时监测，提高了筛选效率和生产能力。在砂石筛选中，电磁波检测技术特别适用于测量砂石的电导率和磁导率，这些参数与砂石的含水量、盐分等相关，因此可以用来评估砂石的湿度和质量变化，电磁波检测技术对含水量变化较大的砂石有较好的适应性，且对大颗粒砂石的测量效果较好。

（四）红外热像技术

红外热像技术作为较为常用的无损检测方法，利用物体的表面温度来捕捉红外辐射图像，通过红外热像仪转换为可视化的热像，从而实现对砂石颗粒的热分布图的实时监测和分析。在筛选过程中，砂石样本无需直接接触探测设备，不受物理干扰，红外热像技术能够以非常快的速度捕捉热像，实时显示砂石颗粒的温度分布，实现对筛选过程的连续监测，提高了筛选的效率和实时性[2]。红外热像技术适用于热敏性砂石的检测，由于不同砂石颗粒的热传导性能不同，其温度分布也会有所差异，通过红外热像技术可以直观地观察到砂石样本的热异常区域，帮助识别潜在的质量问题或内部缺陷。由于砂石颗粒通常是相对小尺寸的微粒，需要较高分辨率的红外热像仪来获得细致的热像，环境温度和湿度的变化可能会对砂石颗粒的热图产生影响，因此要进行温度校准和环境控制。

二、基于无损检测技术的砂石筛选方法优化研究

（一）选取合适的无损检测技术

在砂石筛选中需要选择适合的无损检测方法，如超声波检测、X射线检测、电磁波检测等，以满足砂石筛选过程中的检测需求。在实际中需要要明确所需检测的目标参数和指标，例如砂石的含水量、密度、颗粒大小、形态、内部缺陷等，之后确认不同无损检测技术的原理、特点和适用范围，比较它们在目标参数检测上的优势和局限性，根据砂石样本的特性和筛选需求，选择对应的无损检测技术

[3]。例如，对于粒度和形态的检测，X射线检测可以提供高分辨率的图像和粒度分布信息，对于含水量的检测，电磁波检测技术和红外热像技术能够反映样本的电导率和热传导性能，对于内部缺陷的检测，超声波检测技术和X射线检测技术可以提供相关信息。

（二）获取及确认无损检测参数

无损检测参数的获取通常依赖于相应的无损检测设备，根据所选技术原理，通过仪器和传感器采集砂石样本的特定数据，例如热像仪获取砂石颗粒的热图，电磁波检测设备测量样本的电导率和磁导率，声波检测设备记录颗粒的声音反射等。在获取参数时，要确保采集的数据准确、可靠，同时考虑采样量和采样频率的合理性，以充分反映砂石样本的特性。之后通过无损检测参数的分析将获取的数据进行处理、解释和评估，这涉及到信号处理、图像处理、数据挖掘等技术手段，参数分析的目标是从采集的原始数据中提取出砂石样本的关键特征和目标参数，以用于筛选过程的优化和质量评估。例如，通过红外热像技术获取的热图可以通过图像处理技术来计算颗粒的温度分布和热异常区域，从而了解砂石样本的含水量和质量情况。

（三）依据检测结果调整筛分设备

砂石筛分设备参数的调整涉及到振动频率、振幅、筛网形状和孔径大小等方面的设置，其中振动频率和振幅的调整会直接影响筛分效率和产量，通过调整振动频率和振幅，可以控制砂石颗粒在筛网上的运动轨迹和速度，从而影响颗粒的通过与阻滞，进而改变筛选效果。而筛网的形状和孔径大小会影响筛分精度和砂石的分布，根据砂石的特性和要求，选择合适的筛网形状和孔径大小，可以提高粒度分布的均匀性和产品质量的稳定性。在调整筛分设备参数时，需要根据砂石的实际情况和筛选目标，结合无损检测技术的分析结果，进行实验验证和优化，以找到最佳的筛分设备参数组合，提高砂石筛选效率，降低资源浪费。

总结：

传统的砂石筛选方法常常依赖于人工观察和经验判断，存在操作主观性和误差，同时无法实时获得关键参数和砂石质量指标。而无损检测技术可以通过非破坏性手段对砂石料进行全面、实时的检测和分析。无损检测技术还可以提供更多的数据支持，用于砂石品质的评估和追溯，从而提高砂石资源的利用率和产品的质量稳定性。基于无损检测技术的砂石筛选方法在自动化程度、筛分效率和质量控制方面具有明显的优势，有效满足工程对砂石质量提出的要求。

参考文献：

[1]游佳玥.无损检测技术在工程检测中的应用[J].中国高新科技,2023,(10):120-122.

[2]贾宝栋.无损检测技术在复合材料缺陷检测中的应用分析[J].冶金与材料,2021,41(01):80-81.

[3]解勇,肖飞.自动化无损检测技术及其应用[J].中国金属通报,2020,(05):246-247.