手機(jī)版
化工儀器網(wǎng)手機(jī)版
化工儀器網(wǎng)小程序
官方微信
公眾號(hào)：chem17
掃碼關(guān)注視頻號(hào)
陣列式超聲與結(jié)構(gòu)雷達(dá)“雙子星”組合在結(jié)構(gòu)檢測(cè)中的優(yōu)異表現(xiàn)
混凝土超聲波檢測(cè)原理
超聲波通過混凝土傳播后,，其聲學(xué)參數(shù)將變化,，通過這些數(shù)據(jù)的變化可以探測(cè)混凝土內(nèi)部的缺陷,、裂縫等情況。
超聲波的檢測(cè)痛點(diǎn)
1
混凝土為非均勻介質(zhì),，是由水泥,、骨料、孔隙等組成的復(fù)雜膠凝體,，存在大量會(huì)使聲波阻抗產(chǎn)生變化的界面,。混凝土中超聲反射信號(hào)易受到干擾,，超聲波在傳播過程中會(huì)產(chǎn)生雜亂的發(fā)射和散射,。
2
結(jié)構(gòu)混凝土內(nèi)部還有鋼筋、波紋管等結(jié)構(gòu)和埋件,，其表面也會(huì)產(chǎn)生反射波,。這些干擾反射波會(huì)與探測(cè)缺陷的有效反射波混疊在一起，采用傳統(tǒng)方式（識(shí)別反射波形法）較難區(qū)別開來,。
3
混凝土中超聲波傳播方向性差,，超聲波束存在擴(kuò)散角，而混凝土中強(qiáng)烈的散射使入射波束進(jìn)一步發(fā)散,。波束發(fā)散嚴(yán)重的情況下,，根本無(wú)法在三維空間中對(duì)缺陷進(jìn)行準(zhǔn)確定位。
檢測(cè)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(dǎo)的本質(zhì)是“介質(zhì)偏離平衡態(tài)的小擾動(dòng)”的傳播，聲阻抗是讓介質(zhì)位移所需克服的阻力,，它是介質(zhì)一種物理特性,。每一種介質(zhì)都有*的聲阻抗，代表介質(zhì)對(duì)聲波傳輸?shù)淖枇?，它的值為介質(zhì)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(zhì)密度,，c表示介質(zhì)聲速
不同介質(zhì)的特性阻抗表
雷達(dá)技術(shù)檢測(cè)原理
雷達(dá)能夠探測(cè)物體的原因是目標(biāo)物與周圍區(qū)域的介電常數(shù)不同,。目標(biāo)物與周圍區(qū)域接觸的面形成了雷達(dá)的反射截面,，反射截面對(duì)雷達(dá)波的反射能力稱之為反射率。反射率越大，則該目標(biāo)物對(duì)雷達(dá)波越敏感,，雷達(dá)探測(cè)的信號(hào)則越強(qiáng),，反之則越弱。
目標(biāo)物和周圍區(qū)域的介電常數(shù)差異越大,，則該目標(biāo)物越容易被探測(cè)到,。假定周圍區(qū)域的介電常數(shù)K1，目標(biāo)物體的介電常數(shù)為K2,，則該物體表面的反射率計(jì)算公式為：
超聲波與雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)的比較
1. 超聲波成像技術(shù)對(duì)非金屬,、缺陷更敏感。采用更低的頻率,，頻率越低,，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，因此在測(cè)深方面更加優(yōu)于雷達(dá)技術(shù),。
2. 結(jié)構(gòu)雷達(dá)在混凝土結(jié)構(gòu)中，存在著一定的盲區(qū),，遇到金屬幾乎全反射,，因此無(wú)法穿透金屬進(jìn)行下方的金屬檢測(cè)。同時(shí)結(jié)構(gòu)雷達(dá)頻率一般較高,，頻率越高,，波長(zhǎng)越短，頻率精度越高,，探測(cè)越準(zhǔn)確,。
雷達(dá)技術(shù)與超聲脈沖回聲技術(shù)在不同介質(zhì)的能量反射率
由于兩種技術(shù)的側(cè)重點(diǎn)不同，因此在結(jié)構(gòu)檢測(cè)當(dāng)中可以互補(bǔ),，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行辨證分析,，有效為客戶準(zhǔn)確判斷和分析內(nèi)部結(jié)構(gòu)提供科學(xué)有效的依據(jù)。
巡鷹智檢混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)解決方案
針對(duì)非金屬材質(zhì)的探測(cè)
PD8050陣列式超聲成像儀,，能夠快速高效檢測(cè)出混凝土內(nèi)部的空鼓,、灌漿、空隙,、以及混凝土構(gòu)件厚度,，深度可達(dá)到2m。
PD8050采用陣列式超聲脈沖回波技術(shù),，由一組多個(gè)超聲波傳感器組成的陣列式探頭和一個(gè)獨(dú)立控制系統(tǒng)組成,。
采用合成孔徑聚焦成像技術(shù)（SAFT），即傳感器以一定步長(zhǎng)沿線性孔徑軌跡移動(dòng),，在軌跡上的孔徑位置向成像區(qū)域（被檢測(cè)區(qū)域）發(fā)射脈沖信號(hào),，并接收和儲(chǔ)存檢測(cè)信號(hào)，然后下一孔徑位置進(jìn)行相同的發(fā)射,、接收和儲(chǔ)存,，直到掃描完成,。接著按照重建點(diǎn)，對(duì)相應(yīng)孔徑檢測(cè)信號(hào)的回波,，做時(shí)延調(diào)整,、信號(hào)疊加和平均等處理，實(shí)現(xiàn)逐點(diǎn)聚焦,，最終重建整個(gè)成像區(qū)域的信號(hào)反射圖像,。
該方法最大特點(diǎn)是：有效提高檢測(cè)靈敏度、信噪比和分辨率,。作為超聲檢測(cè)成像的后處理手段,，可以從成像結(jié)果處理上有效解決干擾雜波噪聲和聲場(chǎng)擴(kuò)散兩大難題。
針對(duì)金屬材質(zhì)的探測(cè)
GP8800手持式3D結(jié)構(gòu)雷達(dá)非常適合狹小空間,、柱面,、曲面等混凝土墻體里的鋼筋檢測(cè)，對(duì)其進(jìn)行快速掃描并生成2D剖面,、3D重構(gòu)等豐富功能,；可精確評(píng)估鋼筋保護(hù)層厚度、混凝土內(nèi)鋼筋分布,、直徑等,。
GP8800新型SFCW Mini手持雷達(dá)采用頻率逐次遞進(jìn)的窄帶脈沖頻合成超寬帶頻率連續(xù)雷達(dá)波0.4-6 Ghz，可以在全深度范圍內(nèi)進(jìn)行一次性高清晰度成像,，同時(shí)保證優(yōu)異的深度分辨率和信噪比,。采用單輪驅(qū)動(dòng)（雷達(dá)波極化方向可調(diào)），激光雙軸定位系統(tǒng),，整機(jī)重量?jī)H0.5kg,。
應(yīng)用案例
探測(cè)某工程項(xiàng)目混凝土柱子厚度及內(nèi)部鋼筋分布情況
解決方案
通過PD8050陣列式超聲掃描儀探測(cè)柱子內(nèi)部的鋼筋排布以及柱子的厚度，同時(shí)結(jié)合GP8800雷達(dá)輔助判讀鋼筋的位置,、間距與埋深等,。本次采用橫向檢測(cè)手段，橫波波速實(shí)測(cè)值為2608m/s,，混凝土強(qiáng)度為40Mpa（動(dòng)泊松比為0.24）,，計(jì)算其縱向分量超聲波速為4459m/s。
項(xiàng)目成果
圖A
圖B
PD8050的檢測(cè)結(jié)果(圖A,圖B)
1. 經(jīng)PD8050探測(cè)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(cè)鋼筋⑤的信號(hào)（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100%，其它區(qū)域由于邊界效應(yīng)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(cè)出③④鋼筋之間存在著混凝土澆灌不密實(shí)帶來的缺陷。
GP8800遷移視圖和雷達(dá)圖
1. 經(jīng)GP8800探測(cè)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(dá)圖)，這與PD8050探測(cè)結(jié)果基本一致,。
2. GP8800手持雷達(dá)在金屬測(cè)試領(lǐng)域,，具有快速掃描、準(zhǔn)確判斷鋼筋位置與分布等功能,，另外在測(cè)深方面,，柱子厚度約75cm已超出GP8800的有效測(cè)試范圍。
通過兩款產(chǎn)品原理與檢測(cè)結(jié)果的比較,，我們發(fā)現(xiàn)兩種產(chǎn)品側(cè)重點(diǎn)不同,。測(cè)深方面兩款產(chǎn)品可以做互補(bǔ)，分析方面雷達(dá)更加偏向于鋼筋檢測(cè),，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(jìn)行透射,，對(duì)于雷達(dá)測(cè)二層鋼筋方面能起到一定的互補(bǔ)作用,，效率方面雷達(dá)要優(yōu)于超聲，因此雷達(dá)可以快速掃查,，超聲可輔助其做精細(xì)化的復(fù)查,。
綜上，針對(duì)現(xiàn)階段的鋼-混結(jié)構(gòu)式建筑，超聲與雷達(dá)的組合可為您提供完整,、直觀的結(jié)構(gòu)檢測(cè),，是一款更適合您的綜合、簡(jiǎn)單,、高效的無(wú)損檢測(cè)方案,。
相關(guān)產(chǎn)品
免責(zé)聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品,，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載,、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者,，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任,。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息,，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé),，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體,、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí),，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任,。
- 如涉及作品內(nèi)容,、版權(quán)等問題，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利,。
采購(gòu)中心