关于超声检测的知识_超声

一、超声法及综合法测强

1．测量精度问题

混凝土强度～声速关系为f=avb，这是幂函数。由误差传递分析可知：

δf=bδv （1）

式中δf、δv分别为强度与声速的最大相对误差；

b为相关式中的回归系数，通常为4～6之间。

这就是说，声速测量误差或其波动所引起计算强度误差或波动要大4～6倍。如果希望由声速测量引起的推算强度的误差不超过10％（还有相关曲线带来的误差），则声速测量的误差应控制在＝1.7～2.5范围内，平均为2.2％。要求δv为2.2％，而声速v＝l／t，因为δv＝δ1＋δt，若距离的测量误差以1％计，则声时的最大误差δt＝δv－δt＝2.2－1.0＝1.2％。

1.2％的准确度是很高的，长距离测量时问题不大，短测距时则应认真对待。例如，测15cm试件，声时为30μs，要达到1.2％的准确度，声时测量的绝对误差应小于30×1.2％＝0.36μs。正因为如此，有一系列问题要注意：

（1）超声仪测时最小分度应为0.1μs；（2）测读声时时首波起点要仔细对准；（3）t0要标定准；（4）各种影响测量结果的因素，如测距、混凝土湿度、探头频率等影响都应考虑。

2．估计强度的变化

缺陷处的强度（不是泥砂）可按（1）式进行粗略估计，即：声速减少1％，强度降低5％。

3．超声测试中的标准差与离差系数问题

（1）分组抽样与单个抽样的标准差与离差系数二者是不同的，但有以下关系：

式中S单、CV单――单个抽样的标准差、离差系数S组、CV组――分组抽样的标准差、离差系数

n――每组中试件个数当n＝1，S组＝S单，n越大，二者差别越大。

超声测试获得的计算强度标准差是分组抽样的结果，取样试件是单个抽样的结果，二者是不同的，不能套用。

测距越大，差别也越大。

二者关系如（2）式：

更不能用波速的标准差或离差系数来评判混凝土的匀质性。如前所述，波速的标准差或离差系数比强度标准差或离差系数小“b”倍。只能用于测距下的相对比较。

二、关于不同类型的波

1．不同类型波的波速

超声探头振动会发出各种类型的波。屏幕上的波只有正、负和振幅大小之分，如何来识别判断？不同类型的波其速度不同：

纵波速度（3）

横波速度（4）

表面波速度（5）

式中ρ――密度；E――杨氏模量； ――泊松比

（6）

一般固体在0.3左右， ≈2，混凝土在0.2－0.3左右，＝1.63－1.87，因为VR≈0.9VS，VP≈（1.8－2.0）VR

2．测试中的波形：

3．用普通纵波探头测定表面波波速及弹性模量用平测法进行多点测试，在坐标图上可获得二条直线，它们的斜率分别是混凝土纵波波速、表面波速。根据这二个波速，可求解得混凝土的弹性模量和泊松比。

4．关于双探头测厚

如下图所示，利用双探头测量，认为接收波中振幅增大点是底面反射波的初至点，测定声时，从而计算出厚度h值。

若忽略表面波，认为凡振幅突然增大并反相的波是底面反射波的到达是不全面的。若混凝土的按1.9计，当AB＋BC＜1.9AC时，波形突然增大和反相应是表面波的到达。当AB＋BC＝1.9AC，底面反射波与表面波同时到达，此时，a角为58.5°，AC＝1.2h。双探头测厚时，探头测距应大于板厚的1.2倍以上。

三、声测法检测灌注桩的几点体会

1．声测管接头的影响

振幅骤减，声时增大。

特点：（1）只有一个测点；

（2）影响二个测试面；

（3）探头扶正器可探测到。

2．斜测的重要性

声测管处常挂泥团，通过斜测可避免误判为成层状缺陷。进一步发展就是层析成象。

3．二项指标判断

灌注桩检测中测量二项声学参数：

声速和振幅。应充分利用这二项参数进行判断。

混凝土离析，石子沉降，砂浆多，声速低，但振幅不低，混凝土强度并不一定低。振幅低，声速不低，往往是混凝土气泡多，不一定是严重缺陷。只有声速、振幅均突降，无损检测资源网才是夹泥、沉渣与断层。