超声法检测混凝土缺陷
超声法检测混凝土缺陷仪器操作流程
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超声法检测混凝土缺陷
三、声波的声学参数和性质
声波是一种波，它就具有波的一切物理力学 参数和一切性质，如：波速也叫声速，振幅也 叫波幅，频率，相位等。在界面上会产生反射 折射，而且附合波动在界面上的反射折射规律， 即遵守波的各种运动规律。
四、声波或超声波在各种工程检测中 的概况
❖ 振波特征变化在建筑工程检测中的应用 ❖ 集中质量块弹簧倒置，振动，周光龙 ❖ 低应变测桩，波动 ❖ 高应变测桩，波动、振动
5.超声波通过缺陷后波形改变
不过缺陷的波形特征
通过缺陷的波的波形特征
（1）初至波陡峭，振幅大 （1）初至波平缓，振幅小
（2）第一周期的后半周期即 （2）第一周期后半周甚
达到较高振幅
至到第二周期，振幅增
加得仍不多
（3）第一周期的波无畸变 （3）在第一、二周期后有
时还会出现畸变
（4）接收波的波头包络线部分 （4）接收波包络线呈叭
Vp1 ，Vs1 ，Vp2 ，Vs2 分别为介质1、 2中的P波和SV波波速。
由定律可知 ip1 ip1'
isv1 isv1'
三、
SV1 P1
P1
iP1
iSV1 iP1
iSV1 iP2
ρ V V 1 P1 Sv1 ρ2VP2Vsv2
P2
SV2
Z
图 1—2 波在界面上的反射和折射 即同名反射击波的反射角等于入射角。 P波或SV波入射到自由表面，为满足边界条件， 就要迭加，产生同名反射波（P反）、异名反射波 （SV反 ）。
振幅：振动物体偏离平衡位置的最大距离。
振动方程
M
d2x dt 2
2
dx dt
kx
0
❖ 其解为 X X 0e( / M )t cos(t )
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。
混凝土缺陷检测方法
混凝土缺陷检测方法混凝土是建筑工程中常用的一种材料，但随着时间的推移，混凝土会出现各种缺陷，如龟裂、起砂、空鼓、渗水等。
这些缺陷会影响建筑物的安全性、耐久性和美观性，因此及早发现和处理缺陷至关重要。
本文将介绍混凝土缺陷的检测方法。
一、外观检测法外观检测法是一种简单易行的检测方法，可以通过肉眼观察混凝土表面的缺陷。
具体方法如下：1.观察表面：用肉眼观察混凝土表面是否有裂缝、空鼓、起砂、颜色变化等缺陷。
2.敲击表面：用锤子轻敲混凝土表面，听声音判断是否有空鼓。
3.触摸表面：用手摸混凝土表面，判断是否有粘软、起砂等现象。
这种方法适用于检测表面缺陷，但对于内部缺陷无法发现。
二、超声波检测法超声波检测法是一种非破坏性检测方法，可以通过超声波探头将声波传入混凝土中，通过接收信号判断混凝土内部是否有缺陷。
具体方法如下：1.准备设备：准备超声波探头、超声波仪器和计算机等设备。
2.测量样本：选择需要检测的混凝土样本，并将超声波探头贴在混凝土表面。
3.测量数据：启动超声波仪器，将声波传入混凝土中，通过接收信号判断混凝土内部是否有缺陷，并将数据传输到计算机中进行分析和处理。
这种方法可以检测混凝土内部缺陷，但需要专业的设备和操作技能。
三、钻孔检测法钻孔检测法是一种通过钻取混凝土样本进行检测的方法，可以检测混凝土内部的缺陷。
具体方法如下：1.准备设备：准备钻机、钻头、取芯器和混凝土样本等设备。
2.钻取样本：确定需要钻取样本的位置和深度，用钻机钻取混凝土样本，并用取芯器取出样本。
3.观察样本：观察样本是否有裂缝、孔洞等缺陷。
4.化学试验：对样本进行化学试验，判断混凝土是否受到化学腐蚀。
这种方法可以检测混凝土内部缺陷，但需要钻孔取样，对建筑物造成一定的损害。
四、红外线热像仪检测法红外线热像仪检测法是一种通过检测混凝土表面温度分布来判断混凝土内部缺陷的方法。
具体方法如下：1.准备设备：准备红外线热像仪等设备。
2.测量样本：选择需要检测的混凝土样本，并用红外线热像仪扫描混凝土表面，记录温度分布图像。
混凝土超声检测缺陷报告
报告编号:YXZ150002工程名称：典型报告
委托单位：公司办公室
检测内容：超声波检测混凝土缺陷
报告日期：2015年05月15日
超声波检测钢管混凝土缺陷报告
批准：审核：校核：试验：
超声波检测混凝土检测报告(附录)
—、构件编号说明
构件名称中，Z表示柱，L表示梁，Q表示墙，首位数字代表楼层数，“一”后面的数字及字母表示构件所在的轴线。
二、钢管混凝土构件检测结果
根据委托方要求，抽取的一层柱(现龄期为52天)其中一根柱采用超声波对测法，检测混凝土柱缺陷及密实性。
检测结果如下：
超声波检测混凝土构件结果汇总表
8 137.00 598
107.05
4.365 无 声速平均值 声速标准差
声速判断值
波幅平均值 波幅标准差
波幅判断值 异常点数
4.377
0.019
4.346
101.77
6.48
95.77
1
柱的测点布置图见附图1
■ 8 4
1
-- ---- F ■ 1 L
4 2
1
—
■
电
3
卜 4
F - 4
5
6
f
8
R2
「-。
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。
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。
混凝土内部缺陷的探测方法
混凝土内部缺陷的探测方法一、前言混凝土是建筑结构中常用的材料之一，但由于施工不当、质量控制不严、环境因素等原因，混凝土内部常会出现缺陷，如裂缝、空洞、麻面等。
这些缺陷会影响混凝土的力学性能和耐久性，严重时甚至会导致建筑物的倒塌。
因此，混凝土内部缺陷的探测方法对于建筑结构的安全至关重要。
本文将介绍混凝土内部缺陷的探测方法，包括非破坏检测方法和破坏检测方法。
二、非破坏检测方法非破坏检测方法是指在不破坏混凝土表面的情况下，利用物理学原理和技术手段对混凝土内部缺陷进行探测的方法。
常用的非破坏检测方法有：1.超声波检测法超声波检测法是一种利用超声波在混凝土中传播的特性来探测混凝土内部缺陷的方法。
其原理是利用超声波在不同材质中的传播速度不同，通过测量超声波在混凝土中的传播时间和强度来判断混凝土内部是否存在缺陷。
常用的超声波检测仪有平板式超声波检测仪和探头式超声波检测仪。
2.电磁波检测法电磁波检测法是一种利用电磁波在混凝土中传播的特性来探测混凝土内部缺陷的方法。
其原理是利用电磁波在混凝土中传播时受到混凝土介电常数的影响，通过测量电磁波的传播时间和强度来判断混凝土内部是否存在缺陷。
常用的电磁波检测仪有微波探测仪和雷达探测仪。
3.渗透法渗透法是一种利用液体在混凝土中渗透和扩散的特性来探测混凝土内部缺陷的方法。
其原理是将染料溶液涂在混凝土表面，通过液体在混凝土中的渗透和扩散来判断混凝土内部是否存在缺陷。
常用的渗透液有红色染料液和紫外线灯检测液。
4.综合法综合法是指将多种非破坏检测方法综合使用来探测混凝土内部缺陷的方法。
综合法可以提高探测的准确性和可靠性，但同时也增加了成本和时间。
三、破坏检测方法破坏检测方法是指在对混凝土表面进行破坏的情况下，通过观察混凝土内部的情况来判断混凝土内部是否存在缺陷的方法。
常用的破坏检测方法有：1.钻孔法钻孔法是一种利用钻孔取样的方法来观察混凝土内部情况的方法。
其原理是通过钻孔取出混凝土样品，然后通过观察样品中的裂缝、空洞等情况来判断混凝土内部是否存在缺陷。
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5. 声速的测量方法
• v=l/t，1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 φ)
. 平测时 ，钢卷尺测量 T、R间净
5.2 声时的测读方法
· 游标测读
. 臼动关门，适用于信号较强时 1
. 计算机自动寻找
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自动整形关门波形
(a ) 接收波不陡峭，关门时刻延迟;
超声法检测石全缺陷
2011-09
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述 们扣
旷 听 他
. 混凝土缺陷 : 内部不需实或空洞，外部蜂窝麻面 、裂 缝或损伤层
· 检测目的 : 盒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 、 y 射线、中子流 . 超声波介绍
2. 振幅
. 指首波，即第 一个波前半周的|陌值，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1[1画与仪器性能、精合状况、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
2011-10-22
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_....、超声法检测的基本 原理
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_....、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 . 目前对被形的研究只能作一般的观察 、记录
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14
= ν /11
心
_....、 超声法检测的主 的
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、精合状况、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、同一洲距)下相对比较用 . 各频率成分通过频谱分析取得
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，并不能引起昕觉的弹性波叫超 声波。
2011-10-222Fra bibliotekp·· l
述 宁 旺
叽
. 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
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口 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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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I阳将减少 。 根 据 接 收 波 首 波 振 幅 的 异 常 变 化 也 可 以 发 现 缺陷的存在。
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一一→、 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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.一、超声波法缺陷检测原理
( b ) 接收波弱，丢i皮
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_....、超声法检测的基本原理
5.3 零读数 to 的标定方法 · 仪器显示时间 t 1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) t o' t 二 t 1- t o . 直接相对法 ，适用于作为精度要求不同或测距较大情
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_....、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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_....、超声法检测的基本 原理
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当超声波通过混凝土内部缺陷时，由于混 凝土的连续性己被破坏，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。
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二 、超声波法声学参数的变化
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 。
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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频(频谱)
口 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。