超聲波通過混凝土傳播后，其聲學參數(shù)將變化,，通過這些數(shù)據(jù)的變化可以探測混凝土內部的缺陷,、裂縫等情況。
混凝土為非均勻介質,，是由水泥,、骨料、孔隙等組成的復雜膠凝體,，存在大量會使聲波阻抗產(chǎn)生變化的界面,。混凝土中超聲反射信號易受到干擾,，超聲波在傳播過程中會產(chǎn)生雜亂的發(fā)射和散射,。
結構混凝土內部還有鋼筋、波紋管等結構和埋件,，其表面也會產(chǎn)生反射波,。這些干擾反射波會與探測缺陷的有效反射波混疊在一起，采用傳統(tǒng)方式（識別反射波形法）較難區(qū)別開來,。
混凝土中超聲波傳播方向性差,，超聲波束存在擴散角，而混凝土中強烈的散射使入射波束進一步發(fā)散,。波束發(fā)散嚴重的情況下,，根本無法在三維空間中對缺陷進行準確定位。
檢測影響因素
聲阻抗又稱為聲波阻抗或音阻,，它是影響超聲波傳播的重要因素,。聲波傳導的本質是“介質偏離平衡態(tài)的小擾動”的傳播，聲阻抗是讓介質位移所需克服的阻力,，它是介質一種物理特性,。每一種介質都有*的聲阻抗，代表介質對聲波傳輸?shù)淖枇?，它的值為介質中聲音密度和速度的乘積,。
Z = ρ * c
z表示聲阻抗，ρ表示介質密度,，c表示介質聲速
超聲波能量反射率公式,，Z1，Z2為不同介質的聲阻抗
雷達能夠探測物體的原因是目標物與周圍區(qū)域的介電常數(shù)不同,。目標物與周圍區(qū)域接觸的面形成了雷達的反射截面,，反射截面對雷達波的反射能力稱之為反射率。反射率越大,，則該目標物對雷達波越敏感,，雷達探測的信號則越強，反之則越弱,。
目標物和周圍區(qū)域的介電常數(shù)差異越大,，則該目標物越容易被探測到。假定周圍區(qū)域的介電常數(shù)K1,，目標物體的介電常數(shù)為K2,，則該物體表面的反射率計算公式為：
超聲波與雷達檢測技術的比較
1. 超聲波成像技術對非金屬,、缺陷更敏感。采用更低的頻率,，頻率越低,，波長越長，因此在測深方面更加優(yōu)于雷達技術,。
2. 結構雷達在混凝土結構中,，存在著一定的盲區(qū)，遇到金屬幾乎全反射,，因此無法穿透金屬進行下方的金屬檢測,。同時結構雷達頻率一般較高，頻率越高,，波長越短,，頻率精度越高，探測越準確,。
由于兩種技術的側重點不同,，因此在結構檢測當中可以互補，對測量數(shù)據(jù)進行辨證分析,，有效為客戶準確判斷和分析內部結構提供科學有效的依據(jù),。
PD8050陣列式超聲成像儀，能夠快速高效檢測出混凝土內部的空鼓,、灌漿,、空隙、以及混凝土構件厚度,，深度可達到2m,。
PD8050采用陣列式超聲脈沖回波技術，由一組多個超聲波傳感器組成的陣列式探頭和一個獨立控制系統(tǒng)組成,。
采用合成孔徑聚焦成像技術（SAFT）,，即傳感器以一定步長沿線性孔徑軌跡移動，在軌跡上的孔徑位置向成像區(qū)域（被檢測區(qū)域）發(fā)射脈沖信號,，并接收和儲存檢測信號,，然后下一孔徑位置進行相同的發(fā)射、接收和儲存,，直到掃描完成,。接著按照重建點，對相應孔徑檢測信號的回波,，做時延調整,、信號疊加和平均等處理，實現(xiàn)逐點聚焦，最終重建整個成像區(qū)域的信號反射圖像,。
該方法最大特點是：有效提高檢測靈敏度,、信噪比和分辨率。作為超聲檢測成像的后處理手段,，可以從成像結果處理上有效解決干擾雜波噪聲和聲場擴散兩大難題,。
GP8800手持式3D結構雷達非常適合狹小空間、柱面,、曲面等混凝土墻體里的鋼筋檢測，對其進行快速掃描并生成2D剖面,、3D重構等豐富功能,；可精確評估鋼筋保護層厚度、混凝土內鋼筋分布,、直徑等,。
GP8800新型SFCW Mini手持雷達采用頻率逐次遞進的窄帶脈沖頻合成超寬帶頻率連續(xù)雷達波0.4-6 Ghz，可以在全深度范圍內進行一次性高清晰度成像,，同時保證優(yōu)異的深度分辨率和信噪比,。采用單輪驅動（雷達波極化方向可調），激光雙軸定位系統(tǒng),，整機重量僅0.5kg,。
應用案例
探測某工程項目混凝土柱子厚度及內部鋼筋分布情況
通過PD8050陣列式超聲掃描儀探測柱子內部的鋼筋排布以及柱子的厚度，同時結合GP8800雷達輔助判讀鋼筋的位置,、間距與埋深等,。本次采用橫向檢測手段，橫波波速實測值為2608m/s,，混凝土強度為40Mpa（動泊松比為0.24）,，計算其縱向分量超聲波速為4459m/s。
1. 經(jīng)PD8050探測后,，我們找出了5根主筋距離表面的距離：①-④ 在 Y軸深度約0.06m,，方向大體統(tǒng)一，在X軸水平位移距離分別是0.02m,，0.18m,， 0.33m， 0.48m,， 0.64m(見圖A),。
2. 圖B箭頭所示為右側鋼筋⑤的信號（位于Y軸約0.20m）。此外,，通過B圖可知,，0.75m處為柱子底部空氣反射，空氣反射率為*,，其它區(qū)域由于邊界效應帶來的影響,，因此中間部分反射十分明顯,，得出柱子厚度為0.75m。
3. 除了清楚地發(fā)現(xiàn)鋼筋的數(shù)量,、位置外,，PD8050還探測出③④鋼筋之間存在著混凝土澆灌不密實帶來的缺陷。
1. 經(jīng)GP8800探測可知：5根主筋距離表面的距離在 Y軸深度約6cm,，方向大體統(tǒng)一,，5根主筋等距排列，在X軸水平位移距離分別是0.02m,，0.18m,， 0.33m， 0.48m,， 0.64m (見上方遷移視圖和雷達圖),，這與PD8050探測結果基本一致。
2. GP8800手持雷達在金屬測試領域,，具有快速掃描,、準確判斷鋼筋位置與分布等功能，另外在測深方面,，柱子厚度約75cm已超出GP8800的有效測試范圍,。
通過兩款產(chǎn)品原理與檢測結果的比較，我們發(fā)現(xiàn)兩種產(chǎn)品側重點不同,。測深方面兩款產(chǎn)品可以做互補,，分析方面雷達更加偏向于鋼筋檢測，可以快速地輔助判讀,，以避免超聲數(shù)據(jù)分析存在誤判等問題,。另外超聲可通過鋼筋進行透射，對于雷達測二層鋼筋方面能起到一定的互補作用,，效率方面雷達要優(yōu)于超聲,，因此雷達可以快速掃查，超聲可輔助其做精細化的復查,。
綜上,，針對現(xiàn)階段的鋼-混結構式建筑，超聲與雷達的組合可為您提供完整,、直觀的結構檢測,，是一款更適合您的綜合、簡單,、高效的無損檢測方案,。
