混凝土多功能無(wú)損測(cè)試儀該儀器可對(duì)從10cm的混凝土試樣，到長(zhǎng)達(dá)100m的橋梁、大壩等結(jié)構(gòu)進(jìn)行多種測(cè)試，如混凝土材質(zhì)（彈性模量、強(qiáng)度）、結(jié)構(gòu)尺寸、缺陷（內(nèi)部空洞、剝離、表面劣化）、裂縫的位置、深度等。同時(shí)，具備圖形處理機(jī)能（如彈性波雷達(dá)掃描EWR、計(jì)算機(jī)層析CT、平面成像QPG）和自動(dòng)處理機(jī)能。
該儀器主要元器件進(jìn)口，基于沖擊彈性波理論，測(cè)試精度高。
混凝土多功能無(wú)損測(cè)試儀測(cè)試原理：
裂縫深度
1、相位反轉(zhuǎn)法
利用衍射角與裂縫深度的相互關(guān)系，可簡(jiǎn)單推算裂縫深度
受裂縫面的接觸、鋼筋以及水分的影響大，適合測(cè)試較淺的裂縫（<20cm）<>
（1） 彈性技術(shù)
沖擊彈性波技術(shù)與超聲波技術(shù)，亦可作為有效的混凝土結(jié)構(gòu)物的無(wú)損檢測(cè)。
（2） 技術(shù)優(yōu)勢(shì)
· 與混凝土非金屬超聲波相比
彈性波在測(cè)試對(duì)象中傳播時(shí)衰減較小，激振能力可調(diào)并可調(diào)節(jié)激振頻率，適用面廣，測(cè)試范圍大；
可對(duì)大體積混凝土結(jié)構(gòu)物進(jìn)行CT掃描以檢測(cè)缺陷。
· 可對(duì)管道壓漿密實(shí)度質(zhì)量進(jìn)行測(cè)試
采用方法“表面波法”，測(cè)試的裂縫深度精度高、受鋼筋、水分影響小、深度范圍可達(dá)到2米；
受鋼筋影響小并可修正。
測(cè)試精度高（采用多種頻譜分析方法和智能機(jī)制，自動(dòng)搜尋優(yōu)結(jié)果）。
測(cè)試范圍廣（不僅可測(cè)試混凝土面板、還可測(cè)試深達(dá)數(shù)米的基礎(chǔ)埋深、擋土墻厚度等）。
可對(duì)管道壓漿密實(shí)度質(zhì)量進(jìn)行測(cè)試。
缺陷可以用雷達(dá)掃描方式顯示成果。
· 增強(qiáng)機(jī)能
可快速、全面測(cè)試評(píng)價(jià)混凝土結(jié)構(gòu)物表面的均勻性、損失等。
利用波的振動(dòng)、頻響、持續(xù)時(shí)間等混凝土表面缺陷、材質(zhì)進(jìn)行測(cè)試。
（1） 測(cè)試混凝土結(jié)構(gòu)物無(wú)損檢測(cè)項(xiàng)目與方法
測(cè)試項(xiàng)目 | 測(cè)試方法 | |
力學(xué)特性 | 強(qiáng)度 | 透過(guò)法 |
重復(fù)反射 | ||
瑞利波法 | ||
彈性模量 | 透過(guò)法（與測(cè)試強(qiáng)度的透過(guò)法*） | |
混凝土缺陷 | 表層缺陷 | 振動(dòng)法（表層剝離、脫空） |
打聲法（表層剝離、松動(dòng)） | ||
打球法（表層剛性） | ||
裂縫深度 | 表面波法（能量衰減） | |
傳播時(shí)間差法 | ||
相位反轉(zhuǎn)法 | ||
內(nèi)部缺陷 | 彈性波層析掃描（CT）法 | |
彈性波雷達(dá)法 | ||
厚度及尺寸 | 沖擊回波重復(fù)反射法（薄壁） | |
信直接識(shí)別、相關(guān)頻譜分析（厚壁） | ||
（2） 高性能預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)物的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)與方法
測(cè)試項(xiàng)目 | 測(cè)試方法 | |
高性能預(yù)應(yīng)力混凝土 | 錨桿張力 | 等效質(zhì)量法 |
錨桿充填度 | 能量衰減法 | |
等效波速法 | ||
彈性模量 | 透過(guò)法（與測(cè)試強(qiáng)度的透過(guò)法*） | |
（3） 混凝土結(jié)構(gòu)物的力學(xué)特性測(cè)試
測(cè)試混凝土結(jié)構(gòu)物的力學(xué)特性 | 強(qiáng)度 | 透過(guò)法 |
重復(fù)反射 | ||
瑞利波法 | ||
彈性模量 | 透過(guò)法（與測(cè)試內(nèi)部強(qiáng)度的透過(guò)法方法*） |
（4） 測(cè)試混凝土結(jié)構(gòu)物力學(xué)特性測(cè)試方法的比較
測(cè)試方法 | 透過(guò)法 | 重復(fù)反射法 | 瑞利波法 |
測(cè)試面 | 兩個(gè) | 一個(gè) | 一個(gè) |
傳感器 | 2個(gè) | 1個(gè) | 2個(gè) |
結(jié)構(gòu)物厚度 | 需要明確傳感器之間距離 | 需要明確測(cè)結(jié)構(gòu)物厚度 | 不需要量測(cè)結(jié)構(gòu)物厚度 |
測(cè)試的范圍 | 大的測(cè)試范圍可達(dá)60m | ||
其它 | 傳感器之間距離要求大于0.15m | 測(cè)試對(duì)象的形狀要求比較簡(jiǎn)單 | 不適宜一般的薄板、梁等結(jié)構(gòu) |
適用對(duì)象 | 箱梁、柱等 | 隧洞襯砌、大壩面板等 | 隧洞襯砌、大壩面板等 |
· 透過(guò)法
通過(guò)兩個(gè)傳感器進(jìn)行測(cè)量：一個(gè)傳感器用于記錄發(fā)振，一個(gè)傳感器用于接收信。因此通過(guò)量測(cè)兩個(gè)傳感器之間的距離并結(jié)合信在兩個(gè)傳感器之間的傳播時(shí)間，即可計(jì)算彈性波（主要是P波）在測(cè)試對(duì)象內(nèi)的傳播速度，進(jìn)而根據(jù)P波的測(cè)強(qiáng)曲線換算出測(cè)試對(duì)象的內(nèi)部強(qiáng)度。
透過(guò)法（對(duì)測(cè)）測(cè)試混凝土強(qiáng)度
透過(guò)法（斜測(cè)）測(cè)試混凝土強(qiáng)度
測(cè)試波形圖
重復(fù)反射法
重復(fù)反射法使用一個(gè)傳感器進(jìn)行測(cè)量，其測(cè)試原理在于：對(duì)于結(jié)構(gòu)厚度不是特別大的測(cè)試對(duì)象，信號(hào)會(huì)在測(cè)試對(duì)象的不同介質(zhì)分界上發(fā)生反射，從而使傳感器接收到多次反射信號(hào)。通過(guò)頻譜分析算法（FFT、MEM）分析測(cè)試信在結(jié)構(gòu)物的分界面上反射信的反射頻率，并結(jié)合測(cè)試對(duì)象的壁厚，即可計(jì)算彈性波在測(cè)試對(duì)象內(nèi)的P波的傳播速度，進(jìn)而換算出測(cè)試對(duì)象的內(nèi)部強(qiáng)度。
重復(fù)反射法測(cè)試混凝土強(qiáng)度
測(cè)試波形圖
頻譜分析
· 瑞利波法
瑞利波也即表面波，利用表面波法單面測(cè)試。通過(guò)測(cè)試激振信達(dá)到2個(gè)傳感器的時(shí)間差來(lái)推算R波波速。
瑞利波（R波）法測(cè)試混凝土強(qiáng)度
測(cè)試要點(diǎn)：
1） 由于瑞利波的特點(diǎn)，要求激振點(diǎn)到觸發(fā)傳感器之間的距離大于2倍激振波長(zhǎng)，目的是讓瑞利波充分的產(chǎn)生，
2） 瑞利波測(cè)試混凝土強(qiáng)度的有效深度一般為激振波長(zhǎng)的0.5倍，
3） 激勵(lì)波長(zhǎng)不能大于測(cè)試對(duì)象的壁厚（若波長(zhǎng)大于壁厚會(huì)使相位波速降低
測(cè)試結(jié)果圖
測(cè)試結(jié)果一覽
（5） 混凝土結(jié)構(gòu)物缺陷測(cè)試
混凝土缺陷 | 表層缺陷 | 振動(dòng)法（表層剝離、脫空） |
打聲法（表層剝離、松動(dòng)） | ||
打球法（表層剛性） | ||
裂縫深度 | 表面波法（能量衰減） | |
傳播時(shí)間差法 | ||
相位反轉(zhuǎn)法 | ||
內(nèi)部缺陷 | 彈性波層析掃描（CT）法 | |
彈性波雷達(dá)法 |
表格 1配置清單
序 | 產(chǎn)品名稱 | 規(guī)格型 | 數(shù)量 |
一、儀器主體 | |||
1 | 儀器主機(jī) | 456mm×372mm×185mm | 1臺(tái) |
2 | 前置放大器 | 372mm×266.5mm×134.5mm | 2套 |
3 | 筆記本電腦 | 1臺(tái) | |
二、工具 | |||
1 | 傳感器 | ||
1.1 | 加速度傳感器 | LC0408T | 1只 |
1.2 | 加速度傳感器 | S31SC | 2只 |
1.4 | 示波器 | DSO-5200A | 1個(gè) |
2 | 電纜 | ||
2.1 | 電荷電纜 | 3m | 2根 |
2.2 | 電壓電纜 | 30m | 2根 |
3 | 激振系統(tǒng) | ||
3.1 | 各種型 | 1套 | |
4 | 工具 | 1套 | |
三、軟件系統(tǒng) | |||
1 | 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) | Cpc_PccSts、Sce_PccSts | 1套 |
2 | 數(shù)據(jù)分析系統(tǒng) | Cra_sants、Con_sants、Tra_sants | 1套 |
四、附件：安裝光盤(pán)、使用說(shuō)明書(shū)、保修卡、產(chǎn)品合格證 | |||
表格 2 主要技術(shù)指標(biāo)
環(huán)境溫度 | -10℃~50℃ | |
相對(duì)濕度 | 30%RH~85%RH | |
通道數(shù) | 2 | |
雙模采集 | 大采集頻率 | 100MHz |
高分辨率 | 16Bit | |
大采集點(diǎn)數(shù) | 20,000個(gè) | |
噪聲處理 | 平滑、LPF、BPF、HPF、積分、相關(guān)、積算、信抽出、合成增幅等 | |
頻譜分析 | FFT/MEM/相關(guān)分析 | |
圖像處理 | 雷達(dá)、CT、等值線 | |
穿透測(cè)試對(duì)象厚度 | 可達(dá)60米 | |
測(cè)試裂縫深度 | 可達(dá)2米 | |
測(cè)試精度 | 表面缺陷 | 采用打球法測(cè)試精度：統(tǒng)計(jì)意義上講，測(cè)試誤差小于10%；測(cè)試深度為表層下5cm；采用振動(dòng)法和打聲法可檢知出3cm×3cm左右面積的剝離（對(duì)于檢測(cè)深度范圍內(nèi)的連通性剝離，檢出概率大于95%），測(cè)試深度為表層下10cm |
內(nèi)部缺陷 | 采用雷達(dá)法，在厚度測(cè)試范圍內(nèi)，寬度50mm以上及寬深比大于0.5的缺陷，檢出概率大于85%；采用CT法測(cè)試精度（統(tǒng)計(jì)概率）大于95% | |
裂縫深度 | 實(shí)際裂縫深度的2％~20％以內(nèi) | |
結(jié)構(gòu)物的厚度 | 精度為±5%以內(nèi) | |
測(cè)試的波速（強(qiáng)度） | ±3%以內(nèi) | |
