从三方面分析超声波透射法检测的声学参数

时间: 作者:声测管厂家

超声波透射法检测基桩,是将超声脉冲发射换能器与接收换能器放置于预埋好的声测管中,管中注满耦合剂(清水)。超声脉冲发射换能器重复地发射高频弹性脉冲波,并用计算机系统记录下接收换能器接受 的超声脉冲波的声速、波幅、频率、波形等波动特征。

当基桩内的混凝土有重复连续性差或混凝土存在缺 陷界面时,声阻抗就会发生变化,这种变化会导致设 备接收到的参数出现异常。如果基桩内部还存在大型 的缺陷,如蜂窝、麻面和空洞等等,声波会绕开这些缺 陷继续传播,导致接收参数出现不同异常。计算机系 统通过对接收信号的汇总、比对、分析等,判断混凝土 中存在的缺陷类型。

声波波幅变化分析

声压是介质压强受到扰动后产生的变化,为介质 压强的余压。是受声波扰动后介质内质点,在某一瞬 时所具有的压强,与没有受扰动时同一点的静态压强之差,相当于在介质压强上再叠加一个扰动引起的压 强变化。接收波幅与被测处声压成正比,因此超声波 接收器显示的声波波幅衰减情况,在一定程度上能够 反映超声波在混凝土中传播时质点震动速度。

通过声压的测量可以间接求得质点速度等其它相关物理量, 同样通过超声波波幅的衰减情况能够推断混凝土的粘塑性能,混凝土强度与混凝土的粘塑性能呈正相关,因此超声波波幅能够体现出混凝土的强度。若在 超声波检测中发现某处的波幅要比正常混凝土面处 的波幅低,则该处基桩混凝土内部存在一定的缺陷。 因超声波传递到缺陷处会发生折射、绕射与散射等情 况,造成超声波能量的分散,使得接收波能量大大下 降,波幅收窄。

超声波频率变化分析

超声波是一种机械波,发送时有确定的波长、波 幅与频率。在基桩的超声波检测过程中,电磁激发设 备会产生一种多频成分的复频超声波脉冲,一些频率 在混凝土的传输过程中会被过滤掉,如高频的超声波 是直线传播,容易被散射或吸收。除此之外,超声波的 接收也与超声波传播的距离和混凝土中存在的缺陷 (如蜂窝麻面等)有关。所以,通过对比超声波频率的 变化也能够发现混凝土中缺陷与裂缝等情况,从而推断混凝土是否密实。如果在超声波检测中,发现高频 超声波损失较多,导致接收超声波的主频向低频偏 移,那么说明则该处的基桩混凝土内部存在缺陷。

超声波波形转换分析

超声波波形分为横波与纵波。不同波形的传播速 度是不一样,且超声波以不同角度或在不同介质中传 播时,会发生波形转换,尤其是混凝土中遇到缺陷面 时,更容易发生波形转换。分辨不同波形需要操作人 员通过检测、观察、记录才能分辨出来。通过多个工程 的超声波检测,发现发射单一功能的换能器中,发出 的波也不只有一种成分。如纵波的超声波换能器发射 出来的波中也包含有横波的成本,就算纵波角度控制 的再好,也难免在混凝土传递中反射出一定的横波, 所以在接收到的波形图中,不仅有纵波,也有横波。不 过横向与纵向超声波的传播速度是不一样的,纵波始终要比横波快很多,首波传递接收到以后才会发现纵 波与横波重叠的波形。肉眼对纵波与横波重叠的波形 进行鉴别是比较困难的,因此对于超声波检测的结 果进行分析,通常只采用首先返回来的纵向超声波波形图。

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