超声法检测混凝土缺陷.ppt

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1、超声法检测混凝土缺陷后勤工程检测中心葛增超一、概述混凝土缺陷：内部不密实或空洞，外部蜂窝麻面、裂缝或损伤层检测目的：查明混凝土缺陷的性质、范围及尺寸检测方法：机械波法：超声脉冲波、冲击脉冲波、声发射穿透幅射法：x射线、γ射线、中子流一、概述超声法定义指采用带波形显示的低频超声波检测仪和频率为20～250kHz的声波换能器，测量混凝土的声速、波幅和主频等声学参数，并根据这些参数及其相对变化分析判断混凝土缺陷的方法在混凝土检测中的应用非破损检测混凝土内部的空洞、离析检测混凝土裂缝的深度检测混凝土接触面的结合质量检测混凝土表面

2、的损伤层厚度二、超声法检测的基本原理（一）基本原理利用脉冲波在技术条件相同的混凝土中传播的时间（或速度）、接收波的振幅和频率等声学参数的相对变化，来判定混凝土的缺陷。（注：技术条件相同：指混凝土的原材料、配合比、龄期和测试距离一致）二、超声法检测的基本原理（二）声学参数1.声速弹性模量↑,孔隙率↓,密实度↑,声速↑强度↑，声速↑混凝土内部有缺陷(孔洞、蜂窝)，声速↘超声波穿过裂缝传播，声速↘声速可以反映混凝土的性能与内部情况二、超声法检测的基本原理2.振幅指首波，即第一个波前半周的幅值，反映了接收到声波的强弱强度↑，振幅

3、↑内部有缺陷、裂缝，振幅↓振幅与仪器性能、耦合状况、测距大小均有关系，没有统一的度量标准，目前只作为同条件（同一仪器、同一状态、同一测距）下相对比较用二、超声法检测的基本原理3.频率超声波检测中，电脉冲激发出的声脉冲信号是复频超声脉冲波，包含了一系列不同频率成分测距越远，高频成分衰减越多混凝土内部缺陷及裂缝使主频下降频率与仪器性能、耦合状况、测距大小均有关系，没有统一的度量标准，目前只作为同条件(同一仪器、同一状态、同一测距)下相对比较用各频率成分通过频谱分析取得（FFT）二、超声法检测的基本原理4.波形显示屏上显示的接

4、收波波形直达波、反射波、绕射波、纵波、横波、表面波等的综合反映波形分析常集中于波前部的纵波目前对波形的研究只能作一般的观察、记录二、超声法检测的基本原理5.声速的测量方法v=l/t,l为测距，t为声时5.1测距的测量方法对测时，钢卷尺测量T、R间距离平测时，钢卷尺测量T、R间净距离5.2声时的测读方法游标测读自动关门,适用于信号较强时测量计算机自动寻找二、超声法检测的基本原理5.3零读数t0的标定方法仪器显示时间t1包含超声波在被测物体中传播时间t、延迟时间（电延迟、电声转换、声延迟）t0，t=t1-t0直接相对法，适用

5、于作为精度要求不高或测距较大情况下，夹心式换能器的t0标定长短测距法，适用各类平面换能器t0标定标准棒法二、超声法检测的基本原理6.振幅的测量方法直读法：固定发射电压、衰减器刻度及增益值，直接读取首波波谷（峰）距水平刻线的高度衰减器法：固定发射电压、增益刻度，将首波高度衰减至某预定高度，此时从衰减器读得的dB值即为首波幅度的指标二、超声法检测的基本原理7.频率的测量方法测量周期法f=1/4(t2-t1)=1/2(t3-t2)=1/(t4-t2)一般取前一、二个周期的波形三、超声波法检测混凝土缺陷（一）混凝土裂缝深度检测1

6、.平测法1.1适用范围只有一个表面可供超声检测裂缝深度不大于500mm三、超声波法检测混凝土缺陷1.2检测步骤：第一步，不跨缝声时测量：将T和R置于裂缝同一侧，以两个换能器内边缘距离li’为100、150、200mm…，分别读取声时值ti，绘制“时-距”坐标图，或用回归分析求出：li’=a+bti，则每测点超声波实际传播距离：li=li’+

7、a

8、，得出超声波传播速度：v=(ln’-l1’)/(tn-t1)或v=b三、超声波法检测混凝土缺陷第二步，跨缝声时测量：将T和R置于裂缝对称的两侧，li’取100、150、200mm

9、…，分别读取声时值tci，同时观测首波相位的变化第三步，计算：裂缝深度按下式计算三、超声波法检测混凝土缺陷1.3裂缝深度的确定跨缝测量中，当在某测距发现首波反相时，取该测距及两个相邻测距的裂缝深度平均值无反相，则将剔除li’3mhc数据，取余下的hci的平均值当有钢筋穿过裂缝时，换能器须离开钢筋一定距离或将T、R连线与钢筋轴线形成一定角度（40～50°）裂缝中不得有水或泥浆充填三、超声波法检测混凝土缺陷2.斜测法2.1适用范围结构裂缝部位有一对相互平行的表面时，优先选用2.2测量方法保持T、R换能器连线

10、的距离相等、倾斜角一致，进行过缝与不过缝检测，分别读取相应的声时、波幅和频率值。T、R连线通过裂缝时的波幅与频率比不过缝测点比较，存在显著差异三、超声波法检测混凝土缺陷3.钻孔测法3.1适用范围大体积混凝土，裂缝深度大于500mm被测混凝土允许在裂缝两侧钻测试孔三、超声波法检测混凝土缺陷3.2钻孔要求孔径大于换能器直