超声波探伤仪在焊接中的应用

第一篇：超声波探伤仪在焊接中的应用

超声波探伤仪在焊接中的应用

一、无损检测的方法: 无损检测的常规方法有直接用肉眼检查的宏观检验和用射线照相探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤等仪器检测。肉眼宏观检测可以不使用任何仪器和设备，但肉眼不能穿透工件来检查工件内部缺陷，而射线照相等方法则可以通过各种各样的仪器或设备来进行检测，既可以检查肉眼不能检查的工件内部缺陷，也可以大大进步检测的正确性和可靠性。至于用什么方法来进行无损检测，这需根据工件的情况和检测的目的来确定。

二、超声波的常识: 超声波频率超过人耳听觉，频率比20千赫兹高的声波叫超声波。用于探伤的超声波，频率为0.4-25兆赫兹，其中用得最多的是1-5兆赫兹。利用声音来检测物体的好坏，这种方法早已被人们所采用。例如，用手拍拍西瓜听听是否熟了；医生敲敲病人的胸部，检验内脏是否正常；用手敲敲瓷碗，看看瓷碗是否坏了等等。但这些依靠人的听觉来判定声响的检测法，比声响法要客观和正确，而且也比较轻易作出定量的表示。由于超声波探伤具有探测间隔大，探伤装置体积小，重量轻，便于携带到现场探伤，检测速度快，而且探伤中只消耗耦合剂和磨损探头，总的检测用度较低等特点，目前建筑业市场主要采用此种方法进行检测。

三、超声波探伤在焊接中的应用: 首先要了解图纸对焊接质量的技术要求。目前钢结构的验收标准是依据GB50205-95《钢结构工程施工及验收规范》来执行的。标准规定：对于图纸要求焊缝焊接质量等级为一级时评定等级为Ⅱ级时规范规定要求做100%超声波焊接；对于图纸要求焊缝焊接质量等级为二级时评定等级为Ⅲ级时规范规定要求做20%超声波探伤；对于图纸要求焊缝焊接质量等级为三级时不做超声波内部缺陷检查。在此值得留意的是超声波探伤用于全熔透焊缝，其探伤比例按每条焊缝长度的百分数计算，并且不小于200mm。对于局部探伤的焊缝假如发现有不答应的缺陷时，应在该缺陷两真个延伸部位增加探伤长度，增加长度不应小于该焊缝长度的10%且不应小于200mm，当仍有不答应的缺陷时，应对该焊缝进行100%的探伤检查，其次应该清楚探伤时机，碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度后、低合金结构钢在焊接完成24小时以后方可进行焊缝探伤检验。另外还应该知道待测工件母材厚度、接头型式及坡口型式。截止到目前为止在实际工作中接触到的要求探伤的尽大多数焊缝都是中板对接焊缝的接头型式，所以下面主要就对焊缝探伤的操纵做针对性的总结。

一般地母材厚度在8-16mm之间，坡口型式有I型、单V型、X型等几种形式。在弄清楚以上这此东西后才可以进行探伤前的预备工作。在每次探伤操纵前都必须利用标准试块（CSK-IA、CSK-ⅢA）校准仪器的综合性能，校准面板曲线，以保证探伤结果的正确性。具体的方法如下：

1、探测面的修整：应清除焊接工作表面飞溅物、氧化皮、凹坑及锈蚀等，光洁度一般低于▽4。焊缝两侧探伤面的修整宽度一般为大于即是2KT+50mm，（K:探头 K值，T：工件厚度）。一般的根据焊件母材选择K值为2.5探头。例如：待测工件母材厚度为10mm,那么就应在焊缝两侧各修磨100mm。

2、耦合剂的选择应考虑到粘度、活动性、附着力、对工件表面无腐蚀、易清洗，而且经济，综合以上因素选择浆糊作为耦合剂。

3、由于母材厚度较薄因此探测方向采用单面双侧进行。

4、由于板厚小于20mm所以采用水平定位法来调节仪器的扫描速度。

5、在探伤操纵过程中采用粗探伤和精探伤。为了大概了解缺陷的有无和分布状态、定量、定位就是精探伤。使用锯齿形扫查、左右扫查、前后扫查、转角扫查、环绕扫查等几种扫查方式以便于发现各种不同的缺陷并且判定缺陷性质。

6、对探测结果进行记录，如发现内部缺陷对其进行评定分析。焊接对头内部缺陷分级应符合现行国家标准GB11345-89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》的规定，来评判该焊否合格。假如发现有超标缺陷，向车间下达整改通知书，令其整改后进行复验直至合格。

四、焊缝检验 焊缝检验方法: 1,外观检查.2,致密性试验和水压强度试验.3,焊缝射线照相.4,超声波探伤.5,磁力探伤.6,渗透探伤.关于返修规定:具体情况具体对待,总之要力争减少返修次数在厂房建设及设备安装中大量使用钢结构，钢结构的焊接质量十分重要，无损检测是保证钢结构焊接质量的重要方法。一般的焊缝中常见的缺陷有：气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等。到目前为止还没有一个成熟的方法对缺陷的性质进行正确的评判，只是根据荧光屏上得到的缺陷波的外形和反射波高度的变化结合缺陷的位置和焊接工艺对缺陷进行综合估判。对于内部缺陷的估判以及缺陷产生原因和防止措檀越有有以下几点：

1.气孔：单个气孔回波高度低，波形为单缝，较稳定。从各个方向探测，反射波大体相同，但稍一动探头就消失，密集气孔会出现一簇反射波，波高随气孔大小而不同，当探头作定点转动时，会出现此起彼落的现象。产生这类缺陷的原因主要是焊材未按规定温度烘干，焊条药皮变质脱落、焊芯锈蚀，焊丝清理不干净，手工焊时电流过大，电弧过长；埋弧焊时电压过高或网络电压波动太大；气体保护焊时保护气体纯度低等。假如焊缝中存在着气孔，既破坏了焊缝金属的致密性，又使得焊缝有效截面积减少，降低了机械性能，特别是存链状气孔时，对弯曲和冲击韧性会有比较明显降低。防止这类缺陷防止的措施有：不使用药皮开裂、剥落、变质及焊芯锈蚀的焊条，生锈的焊丝必须除锈后才能使用。所用焊接材料应按规定温度烘干，坡口及其两侧清理干净，并要选用合适的焊接电流、电弧电压和焊接速度等。2.夹渣：点状夹渣回波信号与点状气孔相似，条状夹渣回波信号多呈锯齿状波幅不高，波形多呈树枝状，主峰边上有小峰，探头平移波幅有变动，从各个方向探测时反射波幅不相同。这类缺陷产生的原因有：焊接电流过小，速度过快，熔渣来不及浮起，被焊边沿和各层焊缝清理不干净，其本金属和焊接材料化学成分不当，含硫、磷较多等。防止措施有：正确选用焊接电流，焊接件的坡口角度不要太小，焊前必须把坡口清理干净，多层焊时必须层层清除焊渣；并公道选择运条角度焊接速度等。

3.未焊透：反射率高，波幅也较高，探头平移时，波形较稳定，在焊缝两侧探伤时均能得到大致相同的反射波幅。这类缺陷不仅降低了焊接接头的机械性能，而且在未焊透处的缺口和端部形成应力集中点，承载后往往会引起裂纹，是一种危险性缺陷。其产生原因一般是：坡口纯边间隙太小，焊接电流太小或运条速度过快，坡口角度小，运条角度不对以及电弧偏吹等。防止措施有：公道选用坡口型式、装配间隙和采用正确的焊接工艺等。

4.未熔合：探头平移时，波形较稳定，两侧探测时，反射波幅不同，有时只能从一侧探到。其产生的原因：坡口不干净，焊速太快，电流过小或过大，焊条角度不对，电弧偏吹等。防止措施：正确选用坡口和电流，坡口清理干净，正确操纵防止焊偏等。

第二篇：超声波探伤在检测阀门焊接质量中的应用

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超声波探伤在检测阀门焊接质量中的应用

超声波探伤在检测阀门焊接质量中的应用

【摘要】阀门设备焊接质量十分重要，探伤检测是保证阀门设备焊接质量的重要方法。介绍了超声波探伤的性质、特点以及在检测焊接质量中的应用，包括具体的参数选择、缺陷评定和具体环境下工作要求、建议等。对工作中常见的焊缝缺陷进行了列举、分析以及估判，对其产生的原因和防止措施做出了总结，希望能深入关键点，有利于结合生产实际，把好质量关。

【关键词】超声波探伤；检测；焊接质量

探伤检测的常规方法有直接用肉眼检查的宏观检验和用射线照相探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤等仪器检测。肉眼宏观检测可以不使用任何仪器和设备，但肉眼不能穿透阀门工件来检查工件内部缺陷，而射线照相等方法则可以通过各种各样的仪器或设备来进行检测，既可以检查肉眼不能检查的工件内部缺陷，也可以大大提高检测的准确性和可靠性。

一、超声波探伤在实际工作中的应用

对于图纸要求焊缝焊接质量等级为一级时评定等级为Ⅱ级时规范规定要求做100%超声波探伤；对于图纸要求焊缝焊接质量等级为二级时评定等级为Ⅲ级时规范规定要求做20%超声波探伤；对于图纸要求焊缝焊接质量等级为三级时不做超声波内部缺陷检查。截止到目前为止我在实际工作中接触到的要求探伤的绝大多数焊缝都是中板对接焊缝的接头型式，所以下面主要就对焊缝探伤的操作做针对性的总结。一般地母材厚度在8-16mm之间，坡口型式有I型、单V型、X型等几种形式。在每次探伤操作前都必须利用标准试块（CSKIA、CSKⅢA）校准仪器的综合性能，校准面板曲线，以保证探伤结果的准确性。

1、探测面的修整：应清除焊接工作表面飞溅物、氧化皮、凹坑及锈蚀等，光洁度一般低于?4。焊缝两侧探伤面的修整宽度一般为大于等于2KT+50mm，（K：探头K值，T：工件厚度）。一般的根据焊件

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母材选择K值为2.5探头。例如：待测工件母材厚度为10mm，那么就应在焊缝两侧各修磨100mm。

2、耦合剂的选择应考虑到粘度、流动性、附着力、对工件表面无腐蚀、易清洗，而且经济，综合以上因素选择浆糊作为耦合剂。

3、由于母材厚度较薄因此探测方向采用单面双侧进行。

4、由于板厚小于20mm所以采用水平定位法来调节仪器的扫描速度。

5、在探伤操作过程中采用粗探伤和精探伤。为了大概了解缺陷的有无和分布状态、定量、定位就是精探伤。使用锯齿形扫查、左右扫查、前后扫查、转角扫查、环绕扫查等几种扫查方式以便于发现各种不同的缺陷并且判断缺陷性质。

6、对探测结果进行记录，如发现内部缺陷对其进行评定分析。焊接对头内部缺陷分级应符合现行国家标准规定，来评判该焊否合格。如果发现有超标缺陷，向车间下达整改通知书，令其整改后进行复验直至合格。

二、常见缺陷、原因分析及预防措施

1、气孔：单个气孔回波高度低，波形为单缝，较稳定。从各个方向探测，反射波大体相同，但稍一动探头就消失，密集气孔会出现一簇反射波，波高随气孔大小而不同，当探头作定点转动时，会出现此起彼落的现象。

产生这类缺陷的原因主要是焊材未按规定温度烘干，焊条药皮变质脱落、焊芯锈蚀，焊丝清理不干净，手工焊时电流过大，电弧过长；埋弧焊时电压过高或网络电压波动太大；气体保护焊时保护气体纯度低等。所用焊接材料应按规定温度烘干，坡口及其两侧清理干净，并要选用合适的焊接电流、电弧电压和焊接速度等。

2、夹渣：点状夹渣回波信号与点状气孔相似，条状夹渣回波信号多呈锯齿状波幅不高，波形多呈树枝状，主峰边上有小峰，探头平移波幅有变动，从各个方向探测时反射波幅不相同。

这类缺陷产生的原因有：焊接电流过小，速度过快，熔渣来不及浮起，被焊边缘和各层焊缝清理不干净，其本金属和焊接材料化学成分不当，含硫、磷较多等。防止措施有：正确选用焊接电流，焊接件

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专业论文 的坡口角度不要太小，焊前必须把坡口清理干净，多层焊时必须层层清除焊渣；并合理选择运条角度焊接速度等。

3、未焊透：反射率高，波幅也较高，探头平移时，波形较稳定，在焊缝两侧探伤时均能得到大致相同的反射波幅。这类缺陷不仅降低了焊接接头的机械性能，而且在未焊透处的缺口和端部形成应力集中点，承载后往往会引起裂纹，是一种危险性缺陷。

其产生原因一般是：坡口纯边间隙太小，焊接电流太小或运条速度过快，坡口角度小，运条角度不对以及电弧偏吹等。

防止措施有：合理选用坡口型式、装配间隙和采用正确的焊接工艺等。

4、未熔合：探头平移时，波形较稳定，两侧探测时，反射波幅不同，有时只能从一侧探到。

其产生的原因：坡口不干净，焊速太快，电流过小或过大，焊条角度不对，电弧偏吹等。

防止措施：正确选用坡口和电流，坡口清理干净，正确操作防止焊偏等。

5、裂纹：回波高度较大，波幅宽，会出现多峰，探头平移时反射波连续出现波幅有变动，探头转时，波峰有上下错动现象。裂纹是一种危险性最大的缺陷，它除降低焊接接头的强度外，还因裂纹的末端呈尖销的缺口，焊件承载后，引起应力集中，成为结构断裂的起源。裂纹分为热裂纹、冷裂纹和再热裂纹三种。

热裂纹产生的原因是：焊接时熔池的冷却速度很快，造成偏析；焊缝受热不均匀产生拉应力。

防止措施：限制母材和焊接材料中易偏析元素和有害杂质的含量，主要限制硫含量，提高锰含量；提高焊条或焊剂的碱度，以降低杂质含量，改善偏析程度；改进焊接结构形式，采用合理的焊接顺序，提高焊缝收缩时的自由度。

冷裂纹产生的原因：被焊材料淬透性较大在冷却过程中受到人的焊接拉力作用时易裂开；焊接时冷却速度很快氢来不及逸出而残留在焊缝中，氢原子结合成氢分子，以气体状态进到金属的细微孔隙中，并造成很大的压力，使局部金属产生很大的压力而形成冷裂纹；焊接

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应力拉应力并与氢的析集中和淬火脆化同时发生时易形成冷裂纹。

防止措施：焊前预热，焊后缓慢冷却，使热影响区的奥氏体分解能在足够的温度区间内进行，避免淬硬组织的产生，同时有减少焊接应力的作用；焊接后及时进行低温退火，去氢处理，消除焊接时产生的应力，并使氢及时扩散到外界去；选用低氢型焊条和碱性焊剂或奥氏体不锈钢焊条焊丝等，焊材按规定烘干，并严格清理坡口；加强焊接时的保护和被焊处表面的清理，避免氢的侵入；选用合理的焊接规范，采用合理的装焊顺序，以改善焊件的应力状态。

作者简介：

徐晓东（1971-），男，山东东营人，大学本科，副经理。

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第三篇：材料热力学在焊接中的应用

材料热力学在焊接中的应用

1.材料热力学在吕铁异种材料连接中的应用

铝及铝合金具有比强度大、重量轻等特性“而钢具有高强度、抗腐蚀性等优点”因此铝和钢的焊接结构具有越来越广泛的应用前景。但对铝/钢异种金属材料连接而言“两者之间的固溶度很低”物理化学性能差异明显“极易反应生成一定厚度的Fe-Al金属间化合物”，生成的金属间化合物主要以脆性相为主, 根据二元相图,铁和铝两者相互作用可以形成Fe3Al , FeAl2 , Fe2Al5 与FeAl3等一系列金属间化合物"。为进一步探明铝/镀锌钢板界面反应区的组织结构与生成物和进一步说明在铝/钢异种金属焊接过程中各Fe-Al金属间化合物的生成机理，可以采用热力学计算的方法，预测铝/镀锌钢板焊接接头界面处各Fe-Al金属间化合物相生成的可能性。

各种Fe-AL-金属间化合物相的吉布斯标准自由能可表示为

纯液态铁的自由能为:

左式中的一项是体心立方晶格的铁的标准吉布斯自

由能，第二项是具有磁性的铁的吉布斯自由能，第三项是非磁性Bcc铁转化为液态铁时的吉布斯自由能的变化

在二元组分体系中,某一组分的偏摩尔吉布斯自由能即为该组分的化学势,因此可得:

同理,可得AI的化学势。金属间化合物的吉布斯自由能变化计算和绘图的结果如下图所示：

通过计算可以得出Fe Al形成相的标准吉布斯自由能最大，当温度介于300~1500 K时，形成Fe Al的吉布斯自由能大于零，所以在焊接铝和钢的过程中Fe Al不可能生成Fe Al而其他化合物在此温度区间内均可形成。

另外，有关研究发现，FeAl2是一种亚稳相，因而在焊接过程中，这种化合物也不可能生成。而Fe3Al的生成吉布斯自由能在温度低于900 K时小于零，当温度超过900 K时大于零。且整个温度范围内几乎接近于零，说明在温度小于900 K时，该化合物在铝铁界面上可能生成，当温度超过900K时，该化合物在铝铁界面上不可能生成。由计算还可得Fe2Al5的吉布斯自由能变化比生成FeAl3的要小得多。根据吉布斯判据，吉布斯自由能的值越负，说明反应的自发性越强，故在铝/镀锌钢板焊接接头界面处开始形成的金属间化合物可以认是Fe2Al5此 外Fe2Al5相具有斜方型晶体结构，沿C轴具有较多原子空位，AL原子容易占据此处，因此Fe2Al5长大很快，在随后的冷却过程中Fe2Al5与多余的Al原子结合而生成层次不齐的Fe3Al相。通过上面的热力学分析可知，在铝/镀锌钢板焊接接头界面处可以生成Fe2Al5和FeAl3这两种化合物相。

通过对Fe-Al金属间化合物的热力学计算，结果表明，在铝/钢异种金属焊接界面处可以生成Fe2Al5和FeAl3两种化合物相，与实验结果基本一致。并且由于生成的Fe2Al5的吉布斯自由能变化比生成FeAl3的要小得多，故在界面上Fe2Al5要比FeAl3优先生成，而FeAl3相是在熔体冷却过程中Fe2Al5与Al原子结合而生成的。

2材料热力学在研究焊缝形成过程中的应用

研究钛合金电子束焊接接头相变的热力学特征，从热力学角度分析钛合金电子束焊接接头在不同的热处理条件下形成不同组织结构的机制，可以为通过改变热处理制度控制钛合金电子束焊接接头相变的方法提供理论基础。通过热力学研究钛合金电子束焊接接头相变的热力学特征表明，钛合金电子束焊接接头的相变驱动力来源于新相马氏体和母相的化学自由能差，形成的马氏体贯穿整个晶粒，并且其取向呈一定的角度；低于Ms点的焊后热处理只能使马氏体长大，而高于Ms点的焊后热处理不仅使马氏体长大，还使部分β相成为饱和固熔体，并残留在马氏体片层之间。

总之，材料热力学在焊接中有着重要的应用，材料热力学是研究焊缝成型与熔渣的重要理论基础。焊缝成型过程中金属的凝固是非常快的，在较大温度梯度下组织转变必然与其他不同，但它也不可例外的符合热力学规律，因此利用热力学研究焊缝成型过程及产物是可靠的。热力学在焊接熔渣的活度研究方面也有着重要的应用，由于焊剂的复杂性研究各个成分的活性，从而确定各成分的作用与配比，以有助于焊接质量的提高。利用材料热力学的知识研究气体夹杂等对焊缝的影响方面也是和有用的。

第四篇：超声波焊接工程师岗位职责

1.给技术员培训超声波技术。

2.超声波机器评估，改善。

3.超声波模具验收。

4.解决生产中超声波质量问题。

第五篇：超声波技术在食品行业中的应用

超声波技术在食品行业中的应用

江玉龙，王欢，杜新刚，赵兵

北京弘祥隆生物技术股份有限公司，北京，100085

摘要：超声波具有空化作用、机械效应以及热效应等，作为辅助手段广泛应用于食品行业，如超声辅助提取、超声灭菌、超声乳化、超声结晶、超声干燥等。本文综述了超声波在食品行业中的应用现状。

关键词：超声波，食品，超声提取，超声灭菌，超声乳化，超声结晶，超声干燥

超声波是频率在20KHz以上的声波，它不能引起人的听觉，是一种机械振动在媒质中的传播过程，具有聚束、定向、反射、透射等特性，它在媒质中主要产生两种形式的振动即横波和纵波，前者只能在固体中产生，而后者可在固、液、气体中产生。作为一种物理能量形式，超声波广泛应用于金属探伤、水下定位、医学诊断与治疗、药学、工业、化学与化工过程、环境保护、食品工业、生物工程等方面。空化效应、热效应和机械作用是超声技术应用的理论依据。当大能量的超声波作用于介质时，介质被撕裂成许多小空穴，这些小空穴瞬时闭合，并产生高达几千个大气压的瞬间压力，即空化现象。超声波在食品加工的各个环节均有用武之地，本文就其目前的在食品行业中的应用现状加以综述。超声波辅助提取

超声波对各种成分的提取分离的强化作用主要源于空化作用和机械效应，超声空化现象中微小气泡的爆裂会产生极大的压力，使植物细胞壁及整个生物体的破裂在瞬间完成，缩短了破碎时间，同时超声波产生的振动作用加强了胞内物质的释放、扩散和溶解，可显著提高提取效率。与常规提取方法相比，超声波辅助提取技术具有提取效率高、提取时间短、能耗低以及产品收率高等优点。在有效成分提取过程中，细胞的破壁、溶质的扩散和平衡速度等与单位面积的超声功率相关，而且均会对提取效率和回收率产生影响，因此一般选用低频大功率超声。超声辅助提取技术在食品工业中的应用已十分广泛，特别是在实验室中小规模的 研究。但由于超声波的衰减现象严重，在一定程度上制约了超声波的工业化应用。为解决超声波工程放大的难题，人们进行了许多开发尝试。在众多解决方案中，北京弘祥隆生物技术股份有限公司开发的循环式超声提取方法最为有效。该技术能使超声波与物料充分接触，超声波利用率达到100%，所有物料循环通过超声场的有效范围，成功的解决了超声提取工程放大的难题，大大拓宽了超声波技术的应用范围。该公司设备适用于各类有效成分的提取，特别是不稳定性成分的提取。以竹节三七为原料提取三七总皂苷，采用HF-2B循环超声提取机在室温下提取2次每次30min的提取得率为7.6%，高于80℃浸提3次每次1.5h的得率5.3%[1]。在大豆豆粕总皂苷的提取研究中，CTXNW-2B循环超声提取机25℃提取15min的得率（4.3%）高于乙醇回流5h的产率（3.4%）[2]。从甘草中提取甘草多糖，在相同条件下（65℃，1h）循环超声提取的得率（9.6%）为水浸提（3.0%）的3.2倍[3]。在沙棘总黄酮的研究中，循环超声提取20min的得率（2.1%）高于索氏提取3h（1.9%）[4]。利用循环超声提取技术从紫苏籽中提取籽油，其45℃提取1.5h与75℃索氏提取6h的得率相当[5]。在藻蓝蛋白的提取研究中，循环超声20℃提取1.5h的得率为冻融提取2.5h的4.2倍[6]。2 超声波杀菌

传统的热杀菌技术由于温度过高，容易导致食品营养成分和风味的损失，而超声波、高压等非热杀菌技术则不存在这样的问题。当采用超声波处理食品时，由于超声波的空化作用，在介质中会产生纵波，即交替压缩和膨胀的区域，压力的变化会在介质中形成气泡。这些气泡在膨胀过程中有更大的表面积，增加了气体的扩散，在这一过程中会使分子产生激烈碰撞，生产冲击波，导致局部区域温度和压力的瞬间升高。这种内爆导致的压力改变是超声波杀菌的主要原因[7]。根据现有文献报道，超声波对如下微生物有杀伤效果：李斯物单胞菌、沙门氏菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草牙孢杆菌等[8]。在食品工业，单独使用超声波杀菌并不能完全满足要求，将超声与其他灭菌技术联合使用时有更好的效果，特别是与热处理和压力处理等相结合[9]。3 超声波乳化和均质

乳化是一种液体以极微小液滴均匀地分散在互不相溶的另一种液体中，形成乳浊液的过程。超声乳化是利用超声的空化作用和机械效应，剪切大分子或液体 2 中的分散相，使其均质达到乳化的效果；此外，超声波的作用还能够使一些不溶于水的物质活性增加，从而在水中分散均匀或溶解，在几乎不使用稳定剂的情况下保持乳浊体系的稳定[10]。与其他方法相比，超声乳化具有许多优点：(1)所形成的乳液平均液滴尺寸小(0.2−2μm)，液滴尺寸分布范围窄(0.1−10μm)；(2)浓度高，所形成的乳液更加稳定，纯乳液浓度可超过30％，外加乳化剂可高达70％；(3)可以控制乳状液的类型，在超声作用下O/W(水包油)和W/O(油包水)型乳液都可制备；(4)生产乳液所需功率小[11]。新鲜牛奶中含有大量粒度大小不等的脂肪球，其上浮会在牛奶表面形成奶油层，使牛奶产生分层现象。牛奶的均质处理就是要击碎牛奶中的脂肪球，使脂肪球的大小显著降低，由2.79～3.08μm降至0.57～0.95μm，使上浮力减小甚至消失，从而防止牛奶的分层，达到使牛奶均一化的效果。当超声波频率为40 kHz，功率0.8W／cm2时，超声波对牛奶的乳化效果最为理想[12]。4 超声波结晶

超声波能够强化晶体生长，加速起晶过程。与其他刺激起晶法和投晶种法相比，超声起晶所要求的过饱合度较低，晶体生长速度快，所得晶体均匀、完整，成品晶体尺寸分布范围小。在制药行业中为了得到细小而且均匀的颗粒，已将超声用于生产口服液或注射液。超声强化结晶也是改变许多食品特性的有效工具，如膳食脂肪、巧克力、冰淇淋的特性修饰等[13]。此外，超声结晶技术还可以用于控制速冻食品冰晶的形成[14]。超声波可以加快热量传导，使食品冷冻速度加快，并有效防止由于冰晶生长而造成的细胞组织破裂，避免解冻后的组织结构软化和细胞液外流[15]。超声波还能防止在结晶过程中晶体在管路上过度沉积，是一种最佳的绿色防垢技术。赵茜等[16]以葡萄糖为例，研究了超声波用于不同异构体结晶成条件，给出了超声波用于食品结晶成核的一般结论。李文钊等研究了超声波对核黄素结晶的影响，结果表明超声波能促进球状核黄素结晶的形成，并使产品流散性提高[17]。杭方学等[18]研究了引入超声后对穿心莲内酯溶析结晶过程的影响，结果表明，超声波显著降低了结晶诱导期，诱导期随着超声功率的增加而缩短。5 超声波干燥

由于传统干燥技术需要采用高温，容易使食品变形、老化，风味丧失，使保 3 健食品和功能食品的有效成分损失。超声干燥技术解决了上述难题。其通过超声本身所具有的空化作用、机械效应、热效应等影响物料本身的结构，降低水分转移阻力，有效去除结合水，从而加速水分的去除，降低水含量，干燥食品[19]。Garcia Perez JV.等[20]通过对干燥过程进行微波强化、红外线强化、射频强化和超声波强化后效果的比较，发现超声波更适用于低温干燥，它不会引起产品温度的显著升高。超声用于食品干燥常与热风干燥相偶联，通过超声作用将物料内部的结合水转移到物料表面，再热风带走，可显著提高干燥速度，缩短干燥时间，如在55℃下干燥胡萝卜，干燥到原来重量的10％，使用超声波只需要50 min，而不使用超声波需要2 h；在55℃下干燥蘑菇，干燥到相同的含水量，所需的时间只是热风单独干燥的1/3；在55℃下干燥苹果，干燥到原来重量的6％，使用超声波是不使用超声波所用时间的40％[19]。此外，超声技术也与喷雾干燥、冷冻干燥等干燥技术相偶联。6 结论

超声技术具有高效、节能等其他技术无可比拟的优势，现已在食品行业中广泛应用。但相关设备的研发相对滞后，尤其是超声结晶、超声乳化、超声灭菌国内尚无生产型设备，且现有设备成本高，自动化程度低，因此，新设备的研制必将成为该领域新的热点。

参考文献

[1] 汪忠波, 沈建林.竹节三七齐墩果酸型皂甙的超声提取工艺研究 [J].湖北中医杂志, 2010, 32(12): 78-79 [2] 丁轲, 管胜楠, 张晨辉.大豆豆粕中总皂苷提取工艺的优化与比较 [J].中国食品学报, 2009, 9(5): 124-129 [3] 张琳, 樊金玲, 朱文学, 等.响应面法优化超声波辅助提取甘草多糖工艺 [J].食品科学, 2010, 31(16): 67-71 [4] 杨喜花，陈敏，朱蕾，等.超声循环提取沙棘叶中总黄酮的研究 [J].农业机械学报, 2006, 37(3): 58-60 [5] 刘希夷，陈均志，吴永彦，等.超声波萃取法提取紫苏籽油的研究 [J].粮油加工, 2008,(3): 17-19 4 [6] 曲文娟，马海乐，张厚森.钝顶螺旋藻藻蓝蛋白的脉冲超声辅助提取技术 [J].食品科技, 2007,(5): 111-114 [7] Piyasena P., Mohareb E., Mckellar RC.Inactivation of microbes using ultrasound [J].International Journal of Food microbiology, 2003, 87(3): 207-216 [8] 舒国伟, 陈合, 吕嘉枥, 王旭.超声波在食品灭菌中的研究进展 [J].中国调味品, 333(11): 11-16 [9] 刘东红, 孟瑞锋, 唐佳妮.超声技术在食品杀菌及废水处理中应用的研究进展 [J].农产品加工, 2009,(10): 18-21 [10] 赵峰, 杨江帆, 林河通.超声波技术在食品加工中的应用 [J].武夷学院学报, 2010, 29(2): 21-27 [11] 雷德柱, 高大维, 干淑娟.超声波在食品技术中的应用 [J].应用声学, 2000, 19(5): 44-48 [12] 王静, 韩涛, 李丽萍.超声波的生物效应及其在食品工业中的应用 [J].北京农学院学报, 2006, 21(1): 68-75 [13] 胡爱军, 丘泰球, 阎杰.超声场强化溶液结晶研究进展[J].应用声学, 2002, 21(4): 44-48 [14] Chow R., Blindt R., Chivers R., Povey M.The sonocrystallization of ice in sucrose solutions: primary and secondary nucleation [J].Ultrasonics, 2003(41): 595-604 [15] Zheng LY., Sun DW.Innovative applications of power ultrasond during food freezing processes-a review [J].Trends in Food Science & Technology, 2006(17): 16-23 [16] 赵茜, 高大维, 秦贯丰.在食品结晶成核中应用超声探讨 [J].食品工业科技, 1997,(5): 71-72 [17] 李文钊, 王芙蓉, 赵学明.超声处理对核黄素溶析结晶影响研究 [J].食品工业科技, 2007, 28(7): 109-111 [18] 杭方学, 丘泰球.超声对穿心莲内酯溶析结晶的影响 [J].高校化学工程学报, 2008, 22(4): 585-590 [19] 曾丽芬.超声波在食品干燥中的作用 [J].广东化工, 2008, 35(2): 49-51 [20] Garcia Perez JV., Carcel JA., Benedito J., Mulet A.Power ultrasound mass transfer enhancement in food drying [J].Food and Bioproducets processing, 2007, 85(c3): 247-254 6