《超声法检测缺陷》PPT课件

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1、2021/9/81超声法检测砼缺陷2011-092021/9/82一、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、中子流超声波介绍在弹性介质中传播的振动叫弹性波，人耳可闻范围的弹性波为20-20000Hz，叫声波，低于此范围叫次声波，频率超过2万Hz,并不能引起听觉的弹性波叫超声波。2021/9/83一、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

2、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的损伤层厚度2021/9/84二、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）2021/9/85一、超声波法缺陷检测原理假设混凝土中有一处缺陷，用超声法检测时，由于正常混凝土是连续体，超声波在其中正常传播。当换能器正对着缺陷时，由于混凝土连

3、续性中断，缺陷区与混凝土之间出现界面（空气与混凝土）。在界面上超声波传播发生反射、散射与绕射。超声波用于混凝土缺陷评估的4个声学参数——声时（或波速）、振幅、频率和波形将发生变化。2021/9/86二、超声波法声学参数的变化声时（波速）当超声波在传播路径上遇到缺陷时，超声波的传播有两种可能：一是直接穿过缺陷介质，缺陷介质可能是空气、水或夹杂杂质的非正常混凝土，这些介质的共同特点是声速低；二是超声波绕过缺陷与正常混凝土的界面传播。当超声波直接穿过缺陷，由于缺陷速度较混凝土低，在同样测距下传播时间要长，而绕过缺陷的传播路径比直线传播的路径长。2021/9/87上述两种情

4、况测得的声时都将比正常部位长。在计算测点声速时，总是以换能器间的直线距离L作为传播距离，因此有缺陷处的计算声速就减小。2021/9/88波幅由于缺陷对声波的反射或吸收比正常混凝土大，所以当超声波通过缺陷后，衰减比正常混凝土大，即接收波的振幅将减少。根据接收波首波振幅的异常变化也可以发现缺陷的存在。振幅值虽然与混凝土质量有相关性，但也取决于测试距离和换能器的声学性能（仪器和换能器灵敏度、自振频率、频谱特性等），因此难以定出一种统一的指标，只能在同一仪器设备和测距情况下作相对比较用。2021/9/89主频（频谱）对接收波信号的频谱分析表明，不同质量的混凝土对超声波中高频

5、分量的吸收、衰减不同。因此，当超声波通过不同质量的混凝土后，接收波的频谱也不同。有内部缺陷的混凝土，其接收波中高频分量相对减少而低频分量相对增大，接收波的主频率值下降。频率值也只能在同一仪器设备和测距情况下作相对比较用。2021/9/810波形当超声波通过混凝土内部缺陷时，由于混凝土的连续性已被破坏，使超声波的传播路径复杂化，直达波、绕射波等各类波相继到达接收换能器。它们各有不同的频率和相位。这些波的叠加有时会造成波形的崎变。目前，对波形的研究还不够，只能是半定性的参数，作为判断缺陷的参考。2021/9/811二、超声法检测的基本原理（二）声学参数1.声速弹性模量↑

6、,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2021/9/812二、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↑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2021/9/813二、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

7、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2021/9/814二、超声法检测的基本原理4.波形显示屏上显示的接收波波形直达波、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2021/9/815二、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