.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 个声学参数一 一声时( 或波速 ) 、振幅、频率 和波形将发生变化 。
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
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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
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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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= 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。
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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。