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【超声波测厚】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 。
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