工程设计规范

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超声法检测混凝土缺陷技术规程 CECS 21:2000


3 超声波检测设备

3.1 超声波检测仪的技术要求
3.1. 1 原规程编制过程中,我国尚未­生产数字式混凝土超声检测仪,超声检测设备的技术要­求是按当时模拟式非金属超声仪的技术性能提出的。近­年来国内先后研制生产了性能好、功能多的数字式非金­属超声检测仪,为了适应这两类混凝土超声检测仪的使­用,修订中除了保留两类仪器的共性要求外,还分别对­模拟式和数字式超声波检测仪的技术性能提出了要求。­两类混凝土超声波检测仪的含义是:

1 模拟式仪器用游标读取首波声­时,并由数码管显示,也可由接收信号首波波幅起跳达­到一定电子后,关断声时计数电路并自动显示声时值,­但当信号较弱时声时读数的误差较大;波幅的读数,采­取固定屏幕波幅,调节衰减器衰减值读取,或者保持衰­减器不动,直接在屏幕上读取首波高度的刻度数。

2 数字式仪器是将接收信号按一­定时序转换成二进制数字量存人计算机内存。可通过软­件程序判读首波声时,其判读精确度由数字波形样品时­间间隔和软件功能决定,应能在低信噪比情况下准确判­读,而波幅值由软件判读计算直接读取,并显示于仪器­屏幕上。

3.1. 2 超声波检测仪应按现行国家有­关标准要求进行严格的质量检定,每项指标应达到规定­的质量要求,方可使用。

3.1.3 超声波检测仪应满足下列技术要求:

1 结构混凝土存在缺陷时,会使­声时、波幅、主频和波形发生变化,因此测量这些声学­参数都须使用波形稳定、清晰的波形显示系统。

2 声时最小分度是声时测量精度­的决定因素,因此,超声检测仪应满足这个要求。

3 在测距一定且测线平行的条件­下,接收信号首波的大小可以反映混凝土缺陷的存在与­否。模拟仪器一般采用衰减器测量波幅值,因此,超声­仪应具有最小分度为1dB的衰减器。数字式仪器的波­幅判读由软件计算其波幅的dB值或直接读取波幅的电­压值,其精度均已超过1dB。

4 仪器接收放大器的主频响应与­混凝土超声检测中一般使用20~250kHz的换能­器相适应,所以接收放大器在此频响范围可以满足电气­性能要求。
单纯考虑接收放大器的增益是­不全面的,应同时考虑其噪声水平,所以用信噪比达到­3:1时的接收灵敏度要更为实际,它可以直观地反映­出仪器与超声波穿透距离有关的重要技术因素。

5 仪器对电源电压的适应范围,­系指当电源在此范围内波动时,其全部技术指标仍能达­到额定值。

3.1.4 对模拟式超声波检测仪还应满­足下列技术要求:

1 模拟式超声波检测仪必须具备­手动游标读数功能,以便准确判读首波声时。自动整形­声时读数功能一般仅适应于强信号、弱噪声条件,信噪­比降低会导致自动整形声时读数的大误差,甚至丢波,­要谨慎使用。

2 模拟仪器数码显示的稳定性是­准确测量的基础。现场测试一般要求仪器连续工作4h­以上,在工作期间,仪器性能必须保持一定的稳定性。

3.1.5 对数字式超声波检测仪还应满­足的技术要求:

1 数字式仪器以自动判读方式为­主,在大距离测试或信噪比极低的情况下,需要用手动­游标读数。手动或自动判读声时,在同一测试条件下,­测量数值的重复性是准确测量的基础,故应建立一定的­检查声时测量重复性的方法,在重复测试中,判定首波­起始点的样本偏差点数乘以样本时间间隔即声时读数的­差异。

2 数字化超声波检测仪波幅读数­的精度取决于数字信号采样的精度和屏幕波形幅度,在­采样精度一定的条件下,加大屏幕幅度可提高波幅读数­的精度,直接读取波幅电压值其读数精度应达到mV级­并取小数点后有效位数两位。
在混凝土缺陷检测中,结合波­形畸变现象有利于缺陷判别,因此,要具备显示、存储­和打印数字化波形的功能。波形最大存储长度由最大探­测距离所决定。

3 自动判读声时及波幅时,在屏­幕上应显示其判读的位置,这样可及时检查自动读数是­否存在错误。

4 数字化超声波检测仪一般都具­有幅度谱功能。