超声法检测混凝土缺陷技术规程 CECS 21:2000
4.2 声学参数测量
4.2.1 采用模拟式超声检测仪测量应按下列方法操作:
1 由于超声“测缺”技术是在相同技术条件(混凝土的原材料、配合比、浇筑工艺及构件类型、配筋情况、测试距离、耦合状态等)下进行声学参数的测量和比较,所以检测一个工程时,测试技术条件应始终保持一致,保证测得的数据具有可比性。因此,在测量前应视结构的测距大小和混凝土外观质量情况,将仪器的发射电压固定在某一合适位置。为便于观察和测读缺陷区的较弱信号,应以扫描基线不产生明显噪音干扰为前提,将仪器“增益”尽量调到最大位置。
2 声时测读值往往随着首波幅度的变化而有所波动。为了减少人为误差,规定每次读取声时值时,应将首波幅度调至一定高度。
3 波幅测量的目的是比较超声波在相同的混凝土内传播时能量的变化情况。有缺陷的混凝土,超声波在“缺陷体”界面发生散射、绕射及折射反射,造成声能不同程度的损失,首波幅度必须下降。测量前,应使换能器与测试面耦合良好(测试面平整,耦合层中不得夹杂泥砂)。1)、2)两种方法均为相对比较,方法1)适用于测距长或强度等级低的混凝土,方法2)适用于测距小、接收信号强的情况。
4 主频测量是测量接收信号第一个波的周期,再按主频值是周期的倒数的关系计算而得。如果波形发生畸变,测得主频的误差较大。
5 观察、描绘或拍摄波形可作为缺陷判别的参考,因为质量完好与存在缺陷的混凝土相比较,接收信号的波形或包络线的形状总是有差别的,一般说来有缺陷的混凝土,其波形必然产生“畸变”,但波形出现畸变并不一定是缺陷。随着研究工作的深入和频谱分析技术的发展,有可能找出混凝土不同缺陷的某些特征波形。
4.2.2 采用数字式超声检测仪测量应按下列方法操作:
1 超声仪的发射电压决定了换能器的发射能量,即与接收信号的波幅有关,采样主频与声时测读精度有关,为使声时、波幅、波形等声参量有相互可比性,应根据测距大小和混凝土外观质量情况固定仪器的发射电压、采样主频等参数。
2 数字式超声波检测仪在自动测读声时及波幅时,当操作不当或噪声很强时会发生误判,应在自动判读后及时观察自动判读是否正确,否则应重新采样再次自动判读或改用手动游标读数。主频测量采用一定长度波形样品进行线性FFT运算并自动判读,在做频谱分析计算时,参与分析计算的波形段的各波峰有可能因过分放大而削顶(称削波),由于出现削波时频谱分析将出现误差,故参与频谱分析的波形段不应削波。
3 数字式仪器声时、波幅的手动测量使用手动游标读数,主频的手动测量是通过游标读取相邻波峰(或波谷)的时间值,即为超声波在此瞬时的周期T,周期的倒数即为主频。
4 在缺陷检测过程中,应将完整混凝土的超声接收波形与有缺陷部位的波形按已设定的采样记录长度存入计算机硬盘(或软盘),以便在数据分析或提交检测报告时为缺陷判断提供辅助信息。
4.2.3 读取的声时值中还包括一个叫声时初读数的to值,因此被测混凝土的超声传播时间应该是测读值减去声时初读数。声时初读数主要包括换能器外壳与耦合层的声延时,仪器电路传输过程和高频电缆的电延时以及接收信号前沿起点的延时。其值可按仪器说明书或附录B进行测定。
4.2.4 不同测距的声时值无可比性,须由测距换算成声速,方可判别混凝土的质量。现场一般采用钢卷尺测量测距;有条件时可用专门工具测量,要求测量误差不大于±1%,才能保证声速计算值不超过允许误差。