超声法检测缺陷
超声法检测混凝土缺陷技术规程
超声法检测混凝土缺陷技术规程本规程适用于超声波检测混凝土缺陷，主要目的是确定混凝土中的内部缺陷，判断混凝土的质量和强度。
2. 术语定义超声波：指在空气、水、固体等介质中传播的频率高于20kHz的机械波。
超声法：指利用超声波在材料内部传播，通过测量传播声波时的反射、折射、吸收和散射等特性，确定材料内部的缺陷情况和材料物理性质的一种无损检测方法。
探头：指用于发射和接收超声波的装置，由声发生器、声检测器及相关电子元件组成。
扫描：指以一定的扫描规律和扫描方式，探测混凝土内部的缺陷。
缺陷：指混凝土内部的裂缝、空洞、夹杂物、孔隙和碳化等不良情况。
3. 设备与器材超声波检测仪、探头、计算机等。
4. 检测方法4.1 准备工作（1）根据具体要求选择合适的超声波检测仪及相应探头，检查仪器和探头的工作是否正常。
（2）在混凝土表面涂上超声波导电胶，以保证超声波的传播。
（3）根据具体情况选择检测区域，确定检测方向和扫描方式。
4.2 检测步骤（1）发射超声波。
探头通过超声波发射器发射超声波，经过混凝土后，被返回探头并经过超声波检测器转换成电信号进行处理。
（2）接收信号。
接收到的信号通过检测器传送到计算机进行处理和分析，并在显示器上显示出声波的传播路径和传播时间等信息。
（3）分析数据。
根据显示器上的数据和图像进行深入分析，识别和确定混凝土中的缺陷位置和类型，并提供缺陷的大小和形态等信息。
5. 报告编制应编制详细的报告，包括检测区域、检测时间、设备信息、探头类型、检测方法和结论等。
报告中应包含详细的扫描图像和分析结果，以准确地反映混凝土质量和强度的情况。
超声波检测混凝土缺陷
一．目的检测混凝土内部缺陷，指导检测员按规程正确操作，确保检测结果科学、准确。
二．检测参数及执行标准1.检测参数：混凝土裂缝深度、混凝土不密实区和空洞、混凝土结合面质量、混凝土表面损伤层检测；2.执行标准：CECS21：2000《超声法检测混凝土缺陷技术规程》三．适用范围本方法适用于混凝土裂缝深度检测、不密实区和空洞检测、混凝土结合面质量检测、表面损伤层检测等。
四．职责检测人员必须执行国家规范，按作业指导书操作，随时做好记录，整理计算，编制检测报告，并对数据负责。
五．样本大小及抽样方法对委托部位进行检测。
六．仪器设备1. RSM-SY5智能声波仪及其配套探头（GC221）；2．笔记本电脑（GC031）；3. 耦合剂（采用黄油或纤维素）；4. 角磨机（GC131）；5. 50cm以上直尺等。
※根据检测现场情况准备攀爬设施及安全保护设备。
超声波检测混凝土缺陷七．环境条件温度为0-40℃，相对湿度小于或等于90%，电源电压在220 V±10%（直流供电电压220V±5%）时的环境下。
八．操作步骤及数据处理1.操作步骤（1）. 混凝土裂缝深度检测混凝土表面应清洁、平整，必要时可用砂轮磨平或用高强度的快凝砂浆抹平，抹平砂浆必须与混凝土粘结良好。
结构的裂缝部位具有两个相互平行的测试表面时，可采用双面穿透斜测法检测。
将T、R换能器分别置于两测试表面对应测点1、2、3……的位置，读取相应声时值t i、波幅值A i，及主频率f i。
判定：当T、R换能器的连线通过裂缝，根据波幅、声时和主频的突变，可以判定裂缝深度，以及是否在所处断面内贯通。
（2）. 不密实区和空洞检测1)检测不密实区和空洞时构件的被测部位应满足下列要求：a. 被测部位应具有一对(或两对)相互平行的测试面；b. 测试范围除应大于有怀疑的区域外，还应有同条件的正常混凝土进行对比，且对比测点数不应少于20点。
2)测试方法根据被测构件实际情况，选择下列方法之一布置换能器:a. 当构件具有两对相互平行的测试面时，可采用对测法。
超声法检测缺陷
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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
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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
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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
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三、超声波法检测混凝土缺陷
（一）混凝土裂缝深度检测 1. 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
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三、超声波法检测混凝土缺陷
3.4 裂缝深度判定 主要以波幅测值作为判 据 绘制深度-波幅坐标图 波幅最大并基本保持稳 定位置即对应裂缝深度
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超声波检测对缺陷大小的计算方法
超声波检测对缺陷大小的计算方法超声波检测是一种常用的无损检测方法，广泛应用于工业领域中对材料缺陷的检测。
在超声波检测中，通过测量超声波的传播时间和传播速度，可以计算出缺陷的大小。
本文将介绍超声波检测对缺陷大小的计算方法。
超声波检测是利用超声波在材料中的传播特性来检测材料内部缺陷的一种方法。
超声波在材料中传播时，会与材料中的缺陷相互作用，从而产生反射、散射和透射等现象。
通过测量超声波在材料中的传播时间和传播速度，可以得到缺陷的位置和大小。
在超声波检测中，常用的参数有传播时间和传播速度。
传播时间是超声波从发射器发出到接收器接收到的时间间隔，而传播速度是超声波在材料中传播的速度。
通过测量这两个参数，可以计算出缺陷的大小。
需要确定超声波在材料中的传播速度。
传播速度受到材料的物理性质和缺陷类型的影响，不同的材料和缺陷类型具有不同的传播速度。
因此，在进行超声波检测之前，需要对被检测材料进行预先实验，确定其传播速度。
接下来，利用超声波的传播时间和传播速度可以计算出缺陷的位置。
当超声波传播到材料中的缺陷位置时，会发生反射和散射现象，导致传播时间的变化。
通过测量传播时间的变化，可以确定缺陷的位置。
通过测量超声波的传播时间和缺陷位置，可以计算出缺陷的大小。
缺陷的大小与传播时间的变化成正比，即传播时间的增加意味着缺陷的大小增加。
通过建立合适的数学模型，可以将传播时间的变化转化为缺陷的大小。
需要注意的是，超声波检测对缺陷大小的计算方法是基于一定的假设和理论模型。
在实际应用中，由于材料的复杂性和缺陷的多样性，计算结果可能存在一定的误差。
因此，在进行超声波检测时，需要结合实际情况和经验进行分析和判断，以准确评估缺陷的大小。
总结起来，超声波检测是一种有效的无损检测方法，可以用于评估材料中缺陷的大小。
通过测量超声波的传播时间和传播速度，可以计算出缺陷的位置和大小。
然而，在进行超声波检测时，需要考虑材料的物理性质和缺陷的特点，并结合实际情况进行分析，以提高缺陷大小计算的准确性和可靠性。
精选土木工程检测技术超声法检测混凝土缺陷
1）基本原理超声法检测混凝土缺陷的基本原理就是，通过超声波在混凝土中传播后发生的波形变化、利用声时、频率、波幅等参数的特征，来综合分析判断其内部状况。超声波在混凝土中由于受到石子、气孔、微裂缝、钢筋等影响，会产生散射、绕射等过程，致使其传播方向改变(非直线传播)，但由于测量时主要取首波，因此基本上还是认为在正常混凝土中，超声波沿近似直线的路径传播。当遇到缺陷时则绕射是主要的，因此导致了声速及波幅、频率均下降，波形产生畸变。在对缺陷进行定位时，也是以超声在混凝土中的直线传播为假设前图中t1、t2、t3、t4、t5分别是接收波第一个周期的声时，t1为首波声时，t2为1/4周期声时，t3为半周期声时，t4为3/4周期声时，t5为一周期声时，通过测量这些声时差，可以初步估算接收信号的频率(精确计算需要进行频谱分析)。正常混凝土特征波形的大致特点为：①首波前沿较陡；②首波幅度较高；③波形比较饱满，接近于正弦波，随着绕射波的到达，后续波的幅度越来越大；④频率较高，接近于发射波频率(一般为换能器频率，混凝土检测采用的超声波频率一般在50～300kHz)；⑤通过声时计算得到的声速一般在4000～5000m/s。
2）裂缝双面斜测单面平测法的前提条件是超声波绕过裂缝尖端传播。当裂缝尖端存在水分、尘土颗粒等杂质时，或者裂缝局部被水分、尘土颗粒等填充时，会成为超声传播的通道，因此导致深度测试的误差(使裂缝深度偏小)。因此，当结构具有两个相互平行的可测面时，优先选择双面斜测法。如下图所示。
根据波幅、声时和主频的突变来判定超声波是否穿过裂缝传播，可以判断裂缝是否贯通截面。
1 混凝土缺陷的特征波形
声时、幅度、频率等，都是表征混凝土质量的超声参数检测时主要测试参数是声时，原因如下：相对幅度、频率而言，混凝土的声速不易受换能器性质、耦合状态等因素的干扰。超声幅度除了与超声波在混凝土中的衰减有关外，还与换能器与混凝土测试面之间的耦合状况有关。另外测试时耦合作用力的细微变化都足以造成首波幅度的大大波动，而测试人员按压换能器的压力大小在测试过程难以保证统一。频率则与换能器频率相关，同时存在检测较繁琐等原因，因此一般不单独将频率作为主要参数。但是，首波幅度、频率与声时综合起来，则称为超声波的波形，又是判断混凝土质量的主要依据。
使用超声波检测混凝土缺陷的方法
使用超声波检测混凝土缺陷的方法一、方法概述超声波检测是一种非破坏性检测方法，能够检测混凝土内部的缺陷，如空洞、裂缝、松散等，同时还可以测量混凝土结构中的厚度和弹性模量等参数。
本文将介绍使用超声波检测混凝土缺陷的具体方法。
二、检测设备和工具1. 超声波探头：用于向混凝土内部发射超声波信号和接收反射波信号。
2. 超声波仪器：用于控制超声波探头发射和接收信号，并将信号转换为数字信号进行处理和分析。
3. 电缆：用于连接超声波探头和仪器。
4. 计算机：用于控制超声波仪器、存储和分析超声波信号。
5. 钻孔机：用于在混凝土结构中钻孔，以便将超声波探头插入混凝土内部。
三、检测步骤1. 准备工作（1）确定检测区域：根据需要检测的混凝土结构和具体检测要求，确定检测区域。
（2）选择合适的超声波探头：根据混凝土结构的不同，选择合适的超声波探头，一般常用频率为50kHz-1MHz之间。
（3）连接超声波探头和仪器：将超声波探头与仪器用电缆连接，确保连接正常。
（4）设置超声波仪器参数：根据混凝土结构的不同和具体检测要求，设置超声波仪器的参数，如发射频率、增益、滤波等。
（5）钻孔：在检测区域的混凝土结构上钻孔，钻孔直径一般为探头直径的1.5倍，钻孔深度一般为混凝土厚度的0.3-0.5倍。
2. 检测过程（1）插入超声波探头：将超声波探头插入钻孔中，与混凝土表面保持紧密接触。
（2）发射信号：超声波仪器向混凝土结构内部发射超声波信号，信号穿过混凝土，经过反射、折射后返回探头。
（3）接收信号：超声波探头接收反射波信号，并将信号传回超声波仪器。
（4）信号处理：超声波仪器将接收到的信号进行数字信号处理和分析，如滤波、放大、FFT等。
（5）识别缺陷：根据信号处理结果，可以识别混凝土结构中的缺陷，如空洞、裂缝、松散等。
（6）记录数据：将检测过程中得到的数据记录下来，包括钻孔位置、超声波信号的强度和时间延迟等信息。
四、注意事项1. 检测前应对检测区域进行清理，以确保超声波信号能够穿透混凝土结构。
超声法检测混凝土缺陷
超声法检测混凝土缺陷一、概述及定义（1）缺陷检测：是指对混凝土内部空洞和不密实区的位置和范围、裂缝深度、表面损伤厚度、不同时间浇筑的混凝土结合面质量、灌注桩和钢管混凝土中的缺陷进行检测（2）混凝土缺陷：是指破坏混凝土的连续性和完整性，并在一定程度上降低混凝土的强度和耐久性的不密实区、空洞、裂缝或夹杂泥沙、杂物等。
（3）超声法：系指采用带波形显示功能的超声波检测仪，测量超声脉冲波在混凝土中的传播速度（声速），首波幅度（波幅）和接受信号主频率（主频）等声学参数，并根据这些参数及其相对变化，判定混凝土中缺陷的情况二、基本方法一般根据构件的几何形状、环境条件、尺寸大小以及测试表面等情况，选择不同的测试方法。
三、检测混凝土缺陷的主要影响因素：1：耦合状态的影响（1）对于测试距离一定的混凝土来说，测试表面的平整程度和耦合剂的厚薄，是影响波幅测值的主要因素，一般要求换能器辐射面与混凝土测试表面完全平面接触，即耦合层中午空气、粉尘杂物并保持耦合层最薄。
（2）如果测试面凹凸不平或黏附泥沙，便保证不了换能器辐射面与混凝土测试面的平面接触，发射和接收换能器与混凝土测试面之间只能通过一些接触点传递超声波，使得大部分声波能量损耗，造成波幅降低。
（3）当耦合层中垫有砂粒或作用在换能器上的压力不均衡，使其耦合层半边厚半边薄，还有换能器扶持者的人为因素造成某些测点耦合层薄某些测点耦合层厚，耦合状态不一致，这些因素都会造成波幅不稳定。
2：钢筋的影响超声波在钢中传播的速度比在混凝土中传播的快，如果在发射和接收换能器的连线上或其附近存在钢筋，测得的声速必然偏大，钢筋对混凝土声速的影响，除了测试方向与钢筋位置有关，还与测点附近钢筋的数量和直径有关。
3：水分的影响水的声速和特性阻抗比空气的大许多倍，如果缺陷中的空气被水取代，会给结果判断带来困难，因此，混凝土缺陷检测时，尽量使混凝土处于自然干燥状态。
四、裂缝深度检测（1）单面平测法：结构的裂缝部位只有一个可测表面，估计裂缝深度不大于500mm时，采用单面平测法，平测时应在裂缝的被测部位，以不同的测距，按跨缝和不跨缝布置测点。
实验报告--超声法检测混凝土缺陷实验报告
合肥学院建筑工程系
超声法检测混凝土缺陷实验报告
学号
专业
班级
组别
时间
工程名称工程地点检测项目不密实区和空洞检测检测原因
检测依据《超声法检测混凝土缺陷技术规程》
CECS21:2000
检测数量 1
检测环境检测日期2013-5-15 检测方法无损法〔超声法〕
检测过程
概述
检测设备
设备名称型号量程范围检定有效期非金属超声波仪DJUS-05
—629000
μs
有效
二、现场主要检测方法：
当构件具有两对相互平行的测试面时，要采用对测法。
如下图，在测试部位两对相互平行的测试面上，分别画出
等间距的网格〔网格间距：工业与民用建筑为100~300mm，
其它大型结构物可适放宽〕，并编号确定对应的测点位置。
三、检测数据：
超声法检测混凝土缺陷记录表
测点序号声时(μm) 声速(km/s) 波幅(dB) 频率(kHz) 测距(mm) 1
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超声法检测砼缺陷
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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。
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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
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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）
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上述两种情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。
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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。
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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。
二、超声法检测的基本原理
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 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。
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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
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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 检测混凝土表面的损伤层厚度
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
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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
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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。
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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。
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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
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