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《基于音频检测技术的混凝土无损检测技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第卷增刊福州大学学报自然科学版年。月文章编号《叉一一一基于音频检测技术的混凝土无损检测技术孙磊,赵鸣,同济大学土木工程学院上海以姆、摘要介绍音频检测技术在无损检测领域的研究状况引人音频检测技术在混凝土强度缺陷等物理参数,论述音频检测技术在混凝土物理参数特别是强度检测与反演方面应用的概念和缺陷反演方面的反演方法,及其实际工程中的应用关键词音频检测反演频率无损检测中图分类号文献标识码,玩,,,即”飞幻垃‘侧‘触玲,,,毗,盯玲,引言无损检测技术简称以不破坏被检对象的使用性能为前提,应用物理和化学现象对各种工程、,、〔‘〕材料零部件和产品进行有效的检验和测试借以评价它们的完整性安全可靠性及
2、其物理性能音频检测方法声波法,共振法,是根据每种材料介质都有其固有的弹性模量和共振频率,在受到,,,激励产生自由振动时就会发出固有频率的声音通过测定在外力作用下工件振动的音频参数共振频率和衰减率就可以预测材料的内部质量,“”,年英国的发表了通过测量共振率对金属铸件质量的估计一文由他建立的个振动模型揭示了振动物体的内在规律,同时对几种不同形状的工件进行了探索性研究,总结出规律共振,,频率形状因素物理性能因素年美国福特汽车公司的肠和英国的合作对音频法检测做了进一步研究认为音频检测法对采用纯镁处理的球墨铸铁有良好的规律性音频法中的共振频率可以通过球化的程度来估计抗拉强度,共振频率对基体组织
3、并不敏感当时用音频法估算“球墨铸铁抗拉强度的误差在左右年美国的等人用音频法预测灰铸铁的机械性”,川,能进一步确定相同基体组织情况下灰铸铁的共振频率和抗拉强度的关系年等人又研,’〕究了冲击韧性与静态性能和共振频率的关系分析成分和冷却速度对共振频率的影响,音频检测技术在金属无损检测领域已经有了很大的发展并逐渐成熟完善但音频检测技术应用于建筑业无损检测领域,特别是应用于混凝土结构中发展缓慢,这和混凝土材料的复杂性有很大的关系一一收稿日期作者简介孙磊一,男,硕士研究生通讯联系人赵鸣,副教授增,刊孙磊等基于音频检测技术的混凝土无损检测技术目前这方〔,面的研究工作停留在对检测物表面在激励的情况下
4、采集瞬间弹性波的分析上出现了声发,射检测技术和冲击应力波检测技术而笔者是通过直接采集可听见的音频信号通过采集混凝土在激、励下发出的音频反演混凝土强度缺陷等方面研究音频检测原理与混凝土物理参数音频检测反演法音频检测原理声与振动是紧密相连的,机械振动常,,常引起声辐射物体振动时激励它周围的空气质点振动由于,,,空气具有可压缩性在质点的相互作用下振动物体周围的空气就交替地产生压缩与膨胀并且逐渐,,向外传播形成声波声压作用在换能器上换能器将其转换为一定的电信号即可对该电信号进行测·量分析,音频传感器,由于声波本质上是机械振动因此许多振动变换元件都能用,、、、、来测量声波其中又可分为电磁式电感
5、式电容式压电式,驻极体电容传声器和磁阻式等种常见的变换方式虽然这些,但是音频传感器可能在实物形状上有很大的区别它们的变换工,,作原理基本上是一致的即都是声压强变换器声波是疏密波,,,它使传播介质时而变密压强增高时而变疏压强减小如果把,空气截止在没有声波传播时的压强称为静压强则声压强是指有图波动图声波存在的某点瞬时总压强对该地静压强的变换量声压强变换器即是能感测到声压强且有对应输出的敏感元件音频传感器声波波动见图,,作为音频信号处理系统中最关键的音频传感器对它的要求主要有两方面①接受灵敏度高因为,,,若可供采集的音频信号很微弱且传感器件的灵敏度不高有可能接受不到音频信号或者是接受到信号
6、与,噪声比较起来十分微弱从而影响整个检测系统的工作状态②长期稳定性好否则将影响整个检测系统的长期在线检测工作状态声信号滤波除噪,,,由于由传感器送来的音频信号可能夹杂有噪声因此必须进行滤波所谓滤波即是从需要信号、、和多个不需要信号的混合信号中分离出需要信号滤波又分为高通滤波带通滤波带阻滤波在有,,源滤波器中可以选用电阻不仅大大减小了体积而且使滤波器的调谐简便易行,混凝土物理参数音频反演法,研究中混凝土试件是被瞬时激励的所导致的振动也是瞬态机械振动它的振动形式类似周期振,平,〔’下,动但其振幅是逐渐减小的面列出了几种常见弹性体在瞬间激励下对比与共振频率测量的固有频率这些频率结合仪器得出
7、的构件的频谱图能顺利地解释缺陷的存在弦的两端固定时横向自由振动的频率为一。·关一一二格一其中占杆的线密度为弦的张力为弦的长度、棒两端自由时的纵向自由振动频率为‘泛尸‘关一田》,,⋯,二六招一端自由一端固定纵向自由振动时频率福州大学学报自然科学版第卷二‘一二弄厘,,⋯,关》斗‘其中为棒的弹性模量线密度为棒的长度为棒的直径混凝土缺陷的反演法如果是一块完好的混凝土板,瞬间激励引起板面振动,声音就是通过空气分子延续声源的振动,来传播的空气分子前后撞击将能量振动从声
