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混凝土超聲波與雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)的區(qū)別?

閱讀:1613      發(fā)布時(shí)間:2023-5-23
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混凝土超聲波檢測(cè)原理

超聲波通過混凝土傳播后,其聲學(xué)參數(shù)將變化,通過這些數(shù)據(jù)的變化可以探測(cè)混凝土內(nèi)部缺陷、裂縫等情況。

超聲波的檢測(cè)痛點(diǎn)

1. 混凝土為非均勻介質(zhì),是由水泥、骨料、孔隙等組成的復(fù)雜膠凝體,存在大量會(huì)使聲波阻抗產(chǎn)生變化的界面,混凝土中超聲反射信號(hào)易受到干擾,超聲波在傳播過程中會(huì)產(chǎn)生雜亂的發(fā)射和散射。

2. 結(jié)構(gòu)混凝土內(nèi)部還有鋼筋、波紋管等結(jié)構(gòu)和埋件,其表面也會(huì)產(chǎn)生反射波。這些干擾反射波會(huì)與來自缺陷的有效反射波混疊在一起,采用傳統(tǒng)的直接識(shí)別反射波形的方法較難區(qū)別。

3. 混凝土中超聲波傳播方向性差,超聲波束存在擴(kuò)散角,而混凝土中強(qiáng)烈的散射使入射波束進(jìn)一步發(fā)散。波束發(fā)散嚴(yán)重的情況下,根本無法在三維空間中對(duì)缺陷進(jìn)行準(zhǔn)確定位。

檢測(cè)影響因素

聲阻抗又稱為聲波阻抗或音阻,它是影響超聲波傳播的重要因素。聲波傳導(dǎo)的本質(zhì)是“介質(zhì)偏離平衡態(tài)的小擾動(dòng)"的傳播,聲阻抗是讓介質(zhì)位移所需克服的阻力,它是介質(zhì)一種物理特性。每一種介質(zhì)都有聲阻抗,代表介質(zhì)對(duì)聲波傳輸?shù)淖枇?,它的值為介質(zhì)中聲音密度和速度的乘積。

Z = ρ * c

z表示聲阻抗,ρ表示介質(zhì)密度,c表示介質(zhì)聲速

image.png

不同介質(zhì)的特性阻抗表

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超聲波能量反射率公式,Z1,Z2為不同介質(zhì)的聲阻抗

雷達(dá)技術(shù)檢測(cè)原理

雷達(dá)能夠探測(cè)物體原因是目標(biāo)物與周圍區(qū)域的介電常數(shù)不同,目標(biāo)物與周圍區(qū)域接觸的面形成了雷達(dá)的反射截面。反射截面對(duì)雷達(dá)波的反射能力稱之為反射率。反射率越大,則該目標(biāo)物對(duì)雷達(dá)波越敏感,雷達(dá)探測(cè)的信號(hào)則越強(qiáng),反之則越弱。

目標(biāo)物和周圍區(qū)域的介電常數(shù)差異越大,則該目標(biāo)物越容易被探測(cè)到假定周圍區(qū)域的介電常數(shù)K1,目標(biāo)物體的介電常數(shù)為K2,則該物體表面的反射率計(jì)算公式為:

image.png

超聲波與雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)的比較

超聲波成像技術(shù)對(duì)非金屬、缺陷更敏感,頻率方面采用更低的頻率,頻率越低,波長(zhǎng)越長(zhǎng),因此在測(cè)深方面更加優(yōu)于雷達(dá)技術(shù)。

結(jié)構(gòu)雷達(dá)在混凝土結(jié)構(gòu)中,存在著一定的盲區(qū),遇到金屬幾乎全反射,因此無法穿透金屬進(jìn)下方的金屬檢測(cè),同時(shí)結(jié)構(gòu)雷達(dá)頻率一般較高,頻率越高,波長(zhǎng)越短,頻率精度越高,探測(cè)越精準(zhǔn)。

雷達(dá)技術(shù)與超聲脈沖回聲技術(shù)在不同介質(zhì)的能量反射率

由于兩種技術(shù)的側(cè)重點(diǎn)不同,因此在結(jié)構(gòu)檢測(cè)當(dāng)中可以互補(bǔ),對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行辯證分析,有效為客戶準(zhǔn)確判斷和分析內(nèi)部結(jié)構(gòu)提供科學(xué)有效的依據(jù)。



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