Question

超声波测厚

Answer 1

北京大钟寺的永乐大钟，堪称钟中之王，可是史书对它重量的记载却说法不一，有说42吨，有说43吨的，也有说53吨的。而大钟悬在大钟殿内，不容许放下来称重;又加上大钟唇厚腰薄，用尺子测顾更是不易;况且大钟成分并不单一。因此，永乐大钟的重量一直是个难解之谜。
1980年，中国科学院声学研究所在大钟寺文物保管所的协助下，利用他们研制的精密超声测厚仪，以交叉触发脉冲重叠法，终于解开了这个谜。
由于超声波的穿透能力很强，能穿过几米厚的金属，因此，可以利用超声波的穿透能力强的特点，再利用波的反射，制成超声测厚仪。在测量大钟厚度时，只要测出超声波脉冲来回一次的时间，再根据大钟的成分，测量出超声波在钟内的传播速度，就可以推算出钟壁的厚度。
测定结果表明：钟唇的厚度为18.5厘米，钟腰的最薄处厚度为9.4厘米。根据大钟上不同点测出的钟壁的厚度，绘制成了有史以来第一份永乐大钟的剖面图，并由此算出大钟的体积。经过化学检测，可知大钟是由铜、锡等合
金成分铸造而成的，并由此制造出与永乐大钟成分基本相同的样块，测出它的密度。最后计算出永乐大钟的精确重量应为46.5吨，从而解开了永乐大钟重量之谜。
由于超声波测厚不会对珍贵文物造成任何损害，所以这是研究历史文物的一种很有价值的手段。对永乐大钟的测厚成功，标志着我国超声技术的研究已经达到了一个新水平，并为今后在其他领域的应用奠定了基础。