超声法检测混凝土内部缺陷
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沈阳******学院，沈阳，110161
摘要：在实际工程中，混凝土存在内部缺陷是不可避免的，而混凝土的质量则直接影响工程质量，因此检测混凝土内部缺陷具有重大的意义。通过具体实验得到数据，经过计算分析，可以检测出混凝土裂缝深度。为了减小实验过程中存在的各种误差，经过多次检测，可以得到相当准确的数据，为评价工程质量提供一定的借鉴。
关键词：超声波检测法；混凝土，内部缺陷，平测法
0引言
混凝土超声法非破损检测是近年来在国内外推广应用的一种新型的非破损检测方法。由于超声波通过混凝土时的声速、振幅和波形等超声参数的变化与混凝土的密实度、均匀性和局部缺陷的状况密切相关,因而可以运用超声法来检测混凝土的缺陷。经过近些年的研究、探索和实践,在许多国家和地区得到了广泛的应用,成为混凝土无损检测的重要手段。由于混凝土在施工中往往因技术管理不善和施工疏忽,使混凝土材料内部存在空洞、疏松、施工缝,以及混凝土胶结不良等缺陷,从而不同程度地影响工程的整体性和力学性能。所以对混凝土施工质量的监控和检测极为重要。
1超声波检测法
超声波检测也叫超声检测、超声波探伤，是无损检测的一种。也就是说超声检测是指用超声波来检测材料和工件、并以超声检测仪作为显示方式的一种无损检测方法。超声检测是利用超声波的众多特性（如反射和衍射），通过观察显示在超声检测仪上的有关超声波在被检材料或工件中发生的传播变化，来判定被检材料和工件的内部和表面是否存在缺陷，从而在不破坏或不损害被检材料和工件的情况下，评估其质量和使用价值。
超声波是频率大于20kHz的一种机械波（相对于频率范围在20Hz～20kHz 的声波而言）。超声检测用的超声波，其频率范围一般在0.25MHz～15MHz之间。用于金属材料超声检测的超声波，其频率范围通常在0.5MHz～10MHz之间；而用于普通钢铁材料超声检测的超声波，其频率范围通常为1MHz～5MHz。
通常，超声检测采用了不同的技术：
——按波源不同可分为：连续波、脉冲波；
——按波型不同可分为：纵波、横波、表面波、板波、爬波；
——按接收方式不同可分为：回波（反射）、穿透；
——按耦合方式不同可分为：接触式、液浸式；
——按探头数不同可分为：单探头、双探头、多探头。
脉冲回波（脉冲反射）技术是超声检测中最常用的一种技术，其所用的超声波是一种脉冲波，即波源振动持续时间很短（通常是微秒数量级）、仅在很短一段时间内有振幅（间歇发射）的一种机械波动。
通常，脉冲回波超声检测的过程是：由超声检测仪（亦称超声波探伤仪）产生脉冲电信号，输入到换能器（或探头）上，激励换能器的压电晶片发射脉冲超声波；超声波透射（或折射）进入被检材料或工件中，经过反射或衍射等传播变化，最终又被换能器的压电晶片所接收，再转换成电信号，输送回超声检测仪显示出来；最后，通过对显示屏进行观察，来分析和评价被检材料或工件的内部或表面质量。
超声检测仪的显示方式通常有三种：A扫描显示、B扫描显示、C扫描显示。
2.基本原理
2.1超声法检测混凝土内部缺陷的基本原理
超声脉冲波法检测混凝土内部缺陷的基本原理有以下几个方面:
1).超声脉冲波在混凝土中遇到缺陷时会发生绕射,可根据声时及声程的变化,判断和计算缺陷的大小；
2).超声脉冲波在缺陷界面发生散射和反射,到达接收换能器的声波能量(波幅)显著减小,可根据波幅变化的程度判断缺陷的性质和大小；
3).超声脉冲波中各频率成分在缺陷界面衰减程度不同,接收信号的频率明显降低,可根据接收信号主频或频率谱的变化分析判断缺陷情况；
4).超声脉冲波通过缺陷时,部分声波会产生路径和相位的变化,不同路径或不同相位的声波叠加后,造成接收信号波形畸变,可参考畸变波形分析判断缺陷。2.2平测法
在实际工程中，由于混凝土强度的无损检测受外界环境条件的限制，超声换能器的布置大致有两种方式，相应的方法有直接穿透对测法和单面平测法。其中对测法灵敏度高、测距明确且精度，是常用方法，并且前人已经回归总结出一套可靠的混凝土测强经验公式，可利用对测声速值推断出混凝土的强度。但是在建筑物结构混凝土只有一个可测平面的情况下(如水池壁、底板、飞机跑道、路面、地下室及沉井井壁等)只能采用单面平测法布置。尽管是在同一混凝土构件上，平测法与对测法所测得的声速值并不相同，平测法简单采用换能器边一边或中一中间距使计算的声速值产生偏差，不能准确确定超声路径的距离，因此平测法测得的声速不能直接用于现有的对测法声速测强公式来推定混凝土强度。在工程中有些检测单位直接用平测法声速代替对测法的声速，缺乏科学依据。
2.3试验原理
本试验测试方法是分别检测跨缝和不跨缝的声时和测距后，计算出裂缝深度。其基本原理是根据在同一测距下跨缝与不跨缝声波的传播路径不同来推断裂缝深度。不跨缝声波是直线传播，而跨缝声波需绕过裂缝末端形成折线传播，传播声时延长，在假定跨缝与不跨缝测试的混凝土声速基本一致的条件下，根据其传播声时的差别来计算出裂缝的深度。
3试验
3.1超声波仪器介绍
3.1.1简介
目前国内智能型超声仪的主要型号为NM系列(NM-3B、NM-3C、NM-4A、NM-4B 型)、RS-ST01C型、RSM-SY5型、CUT型等等。
以NM-3C为例，NM-3C非金属超声检测分析仪，是具有超声波发射、接收、信号数字采集、声参量自动检测、数据分析与处理、结果存贮与输出等功能的智能化超声检测分析仪。本仪器主要用混凝土、水泥制品、岩石、陶瓷、石墨、塑料等非金属材料与结构的超声波无损检测；可用于混凝土强度检测，结构内部缺陷与裂缝检测、匀质性、厚度检测、混凝土桩基完整性检测及材料物理、力学性能检测等。
表1超声波检测仪主要技术指标
3.1.2工作原理
NM-3C由高压发射与控制、程控放大与衰减、A/D转换与采集、工业级计算机四大部分组成。高压发射电路受主机同步信号控制产生受控高压脉冲，激励发射换能器，将电信号转换为超声波传入被测介质，接收换能器在接收由被测介质传播的声波信号后转换为电信号，经程控放大与衰减对信号做自动调整，将接收换能器的电信号调节到最佳电平，输送给高速A/D采集板，经A/D转换后的数字信号以DMA方式送入主机。在丰富的软件支持下，充分发挥计算机的运算、分析与控制功能，使之成为集发射激励、信号接收、数据采集、自动检测、结果分析、显示打印、数据输入输出于一体的高智能化仪器。
混凝土超声检测仪器的基本任务,是向待测的结构混凝土发射超声脉冲波,然后接收穿国混凝土的脉冲信号,仪器显示超声脉冲波穿过混凝土所需的时间、接收信号的波形、波幅等。根据超声脉冲波穿越混凝土的时间(称为声时)和距离(称为声距),即可计算声速,根据波幅的变化可求得超声脉冲波穿越混凝土的能量衰减；根据所显示的波形，经适当处理后可得到接收信号的频谱等信息。
3.2试验过程
3.2.1测试前的准备：
混凝土裂缝用无损检测仪对试件进行超声检测前，首先要确定测试面，对测点应做工程处理，如果混凝土表面比较光滑，无须专门打磨；如果混凝土表面不光滑，则需打磨处理，最后用细砂纸打磨平，磨光滑。在测试面上按照尺寸布置好测点，并用墨迹做好标记。耦合剂采用黄油。发射和接受换能器测试时应在一条直线上。
对仪器手动调零：先用换能器直接耦合(或用标准声时棒),测试声时后通过人工计算手动输入零声时。
T0=T0‘＋t－t‘
式中T0是待输入的零声时；
T0‘是原来的零声时；
T是测试所得的声时值；
t‘是标准棒的标准声时，如果没有使用标准棒则为0。
调零操作后，每次采样后的声时值都会自动减去零声时。
调零操作的目的：是消除声时测试值中的仪器系统误差（零声时）。
3.2.2测试方法：
采用平测法检测。检测时，先将T、R换能器分别置于其中一对相互平行测试面的对应测点上，逐点测读声时、波幅、频率值。当某些测点的数据存在异常时，除了清理表面进行复测外，再将T、R换能器分别置于另一对相互平行的测
试面上，逐点进行检测，以便判断缺陷的位置。 3.2.3测试步骤：
①表面处理。超声测点处混凝土表面必须平整干净。对不平整或粘附泥沙等杂物的测点表面，应采用砂纸进行打磨处理，以保证换能器辐射面与混凝土表面耦合良好。
②涂耦合剂。涂耦合剂是为了保证换能器辐射面与混凝土表面达到完全接触，以确保超声脉冲波在此接触面上最大限度地减少损耗。本实验耦合剂采用黄油。
③对裂缝进行声时的测量。对于不跨缝声时的测量将T 和R 换能器置于裂缝附近同一侧，以两个换能器内边缘间距(r)等于10、20mm 分别读取声时值(t i ) ；对于跨缝时声时的测量，如下图所示，将T 、R 换能器分别置于以裂缝为对称的两侧， 以l=14、24mm 分别读取声时值t ，同时观察首波相位的变化。
绕过裂缝测试图
平测法检测，裂缝深度按下式计算：
12
2
-???
?
??=
i
i i ci l t l h （1）
式中l i —— 不跨缝平测时第i 点的超声波实际传播距离(mm)；
h c —— 第i 点计算的裂缝深度值(mm) t i o ——第i 点跨缝平测的声时值(μs)；
④裂缝深度的确定方法。跨缝测量中，当在某测距发现首波反相时，可用该测距及两个相邻测距的测量值按式(1)计算h ci 值，此三点h ci 的平均值作为该裂缝的深度值(h c )；跨缝测量中如难于发现首波反相，则以不同测距按式(1)、计算
h ci及其平均值(m hc)。将各测距t i与m hc相比较，凡测距t i小于m hc和大于3m hc的，应将其剔除，然后取余下h ci的平均值，作为该裂缝的深度值(h ci )
⑤分析处理数据
表2第一条裂缝l=24cm
缝深（f）跨缝声时(t)不跨缝声时(t)仪器测值f‘
f=16cm101.6μs54μs19.12 cm
f=12 cm 82μs54.8μs13.36 cm
f=15.5cm 112.8μs63.6μs17.58cm
f=14cm168.8μs93.6μs18cm
f=28cm222.4μs76μs33cm
f=8cm133.2μs96.4μs11.44cm
表3第二条裂缝l=14cm
缝深（f）跨缝声时(t)不跨缝声时(t)仪器测值f‘
f=6cm56.8μs36.4μs8.36cm
f=10 cm70μs54.8μs12.22 cm
f=15.5cm55.2μs32μs18.84cm
表4第三条裂缝l=14cm
缝深（f）跨缝声时(t)不跨缝声时(t)仪器测值f‘
f=7cm54μs38μs7.06cm
f=22 cm132.4μs34μs26.34 cm
f=5cm90μs56μs8.81cm
f=7cm101.6μs60μs9.57cm
f=12cm 96.8μs 41.2μs 14.88cm
表5第四条裂缝l=10cm
缝深（f）跨缝声时(t)不跨缝声时(t)仪器测值f‘f=33.5cm246.8μs32.8μs37.29cm
f=42cm200.2μs20.4μs46.34 cm
f=13cm88μs28.4μs14.66cm
f=35cm225.2μs27.2μs41.09cm
表6第五条裂缝l=10cm
缝深（f）跨缝声时(t)不跨缝声时(t)仪器测值f‘f=32cm239.2μs30.8μs38.5 cm
f=37cm224.8μs26.4μs42.28cm
f=24cm203.2μs38.4μs25.98cm
f=33cm202μs26.4μs37.93cm
f=35cm197.6μs27.2μs35.98cm
表7第六条裂缝l=10cm
缝深（f）跨缝声时(t)不跨缝声时(t)仪器测值f‘f=43.5cm200.6μs23.6μs47.03cm
f=45 cm198.2μs20.4μs48.63cm
f=24.5cm227μs39.6μs28.22cm
f=28cm 227.2μs 39.2μs 28.54cm
3.3结果分析
3.3.1数据分析
通过以上数据可以看出：仪器测得缝深在实际缝深的30%以内。但是,如果在工程上应用这样的实验的话,我们的检测就是失败的,所以我们还应该改进我们的试验方式、方法和检测手段等。
3.3.2试验中存在的问题：
在实际测试中，经常碰到在同一个裂缝深度部位，用不同的测距，由所测声时计算出的裂缝深度差异较大，造成这种(裂缝)测试离散大的主要原因有以下几方面：
(1)平测法计算裂缝深度时采用的声速是测量不跨缝条件下不同测距的声时，再以时一距法计算混凝土的平均声速，但由于混凝土是一种非均匀的弹塑性材料，即使是正常混凝土各点的声速值也必然存在差异。
(2)平测时如果发、收换能器被邻近的钢筋“短路”。那么读取的声时就不对应裂缝部位混时，造成声时误差；尤其当裂缝较深时，首波信号微弱，更容易造成首波读数误差甚至丢波。
(3)混凝土由骨料、水泥和内部微小气泡组成，混凝土在形成时内部就存在很多微细裂缝，这些裂缝是混凝土材料本身所固有的，属于无害裂缝，当由于各种原因在混凝土内部产生拉应变，会造成有害裂缝。
3.3.3改进方法
混凝土裂缝深度“平测声时法”格测要点：换能器之间的距离连线与邻近的钢筋应保持45。左右的夹角；被测裂缝部位混凝土表面应平整、无龟裂；测距应与缝深相近，计算裂缝深度平均值要根据测试情况合弃可能造成历史误差的测量值。
为了提高测试的准确度，在提高测试参量的测试精度的同时，要有正确的测试方法和数据处理方法，以减少测试误差。为此应注意以下几点：
(1)布置测点时应避免换能器连线与邻近的钢筋平行，如能保持45度左右的夹角最好，以避免钢筋对首波的“短路”；
(2)选择被测裂缝部位时，应选择测距范围内混凝土表面平整，无表面龟裂的部位；
(3)与裂缝深度相比测距过小或过大时，声时的测试误差较大；当测距与缝
深相近时，测试较准，因此技术规程做出舍弃小于平均缝深的测距点和舍弃大于3倍平均缝深的测距点的测距限制，并以首波反相作为判断距与缝深相接近的判据。在计算裂缝深度平均值时，要根据测试情况舍弃可能造成较大误差的测量值，纠正测点越多其平均值越准确的认识误区。
超声波检测法对其在浇注和养护过程中形成的蜂窝空洞、裂缝等缺陷作出了较为准确和快速的检测,通过科学的方法对其内部质量作出了判断。并且超声波法检测混凝土质量可以在原位混凝土上进行,能真实反映原位混凝土的质量状态,不但操作简便并且节省人力、物力十分适合现代工程发展的需要。可以预言混凝土的超声检测法将是未来世界混凝土质量检测的主流检测法。
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xxxxxx公司 超声波检测混凝土缺陷作业指导书文件编号： 版本号： 分发号： 编制： 批准： 生效日期：
超声波检测混凝土缺陷作业指导书 1. 目的 试验结果是否正确，除了要求试验仪器本身达到规定的精度外，同时还要求试验人员必须熟悉试验机操作方法。为了使检测员更好地掌握本职工作，保证检测数据科学、公正、准确，特制定本规程。 2. 适用范围 本规定适用于岩海公司非金属超声波检测仪，也同时适用于其它型号的非金属超声波检测仪 3. 检测依据 《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS 21:2000； 《建筑结构检测技术标准》GB/T50344-2004。 4. 检测设备 RS-ST01C型非金属超声波检测仪； 38kHz厚度振动式换能器 5. 检测前准备 5.1 超声波检测仪应满足下列要求 5.1.1 具有波形清晰、显示稳定的示波装置； 5.1.2 声时最小分度为0.1μs； 5.1.3 具有最小分度为 1dB的衰减系统； 5.1.4 接收放大器频响范围 10～500kHz，总增益不小于 80dB，接收灵敏度(在信噪比 为3：1时)不大于50μv； 5.1.5 电源电压波动范围在标称值±10%的情况下能正常工作； 5.1.6 连续正常工作时间不少于 4h。 5.2 换能器的技术要求 5.2.1 常用换能器具有厚度振动方式和径向振动方式两种类型，可根据不同测试需要 选用。 5.2.2 厚度振动式换能器的频率宜采用 20～250kHz。径向振动式换能器的频率宜采用 20～60kHz，直径不宜大于 32mm。当接收信号较弱时，宜选用带前置放大器的接收换能器。 5.2.3 换能器的实测主频与标称频率相差应不大于±10%。对用于水中的换能器，其水
混凝土表观及内部缺陷检测方法 1 回弹法 回弹法是以在混凝土结构或构件上测得的回弹值和碳化深度来评定混凝土结构或构件强度的一种方法，它不会对结构或构件的力学性质和承载能力产生不利影响，在工程上已得到广泛应用。 2 超声波法 超声波法检测混凝土常用的频率为20～250kHz，它既可用于检测混凝土强度，也可用于检测混凝土缺陷。 3 超声回弹综合法 回弹法只能测得混凝土表层的强度，内部情况却无法得知，当混凝土的强度较低时，其塑性变形较大，此时回弹值与混凝土表层强度之间的变化关系不太明显；超声波在混凝土中的传播速度可以反映混凝土内部的强度变化，但对强度较高的混凝土，波速随强度的变化不太明显。如将以上两种方法结合，互相取长补短，通过实验建立超声波波速—回弹值—混凝土强度之间的相关关系，用双参数来评定混凝土的强度，即为超声回弹综合法。实践表明该法是一种较为成熟、可靠的混凝土强度检测方法。 4 雷达法 钢筋混凝土雷达多采用1GHz 及以上的电磁波，可探测结构及构件混凝土中钢筋的位置、保护层的厚度以及孔洞、酥松层、裂缝等缺陷。它首先向混凝土发射电磁波，当遇到电磁性质不同的缺陷或钢筋时，将产生反射电磁波，接收此反射电磁波可得到一波形图，据此波形图可得知混凝土内部缺陷的状况及钢筋的位置等。雷达法主要是根据混凝土内部介质之间电磁性质的差异来工作的，差异越大，反射波信号越强。雷达法检测混凝土其探测深度较浅，一般为20 cm 以内，探地雷达使用较低频率电磁波，探测深度可稍大些。此外，该法受钢筋低阻屏蔽作用影响较大，且仪器本身价格昂贵，故实际工程上应用的并不多。 5 冲击回波法 冲击回波法是用一钢珠冲击结构混凝土的表面，从而在混凝土内产生一应力波，当该应力波在混凝土内遇到波阻抗差异界面即混凝土内部缺陷或混凝土底面时，将产生反射波，接收这种反射波并进行快速傅里叶变换（FFT）可得到其频谱图，频谱图上突出的峰值就是应力波在混凝土内部缺陷或混凝土底面的反射形成的，根据其峰值频率可计算出混凝土缺陷的位置或混凝土的厚度。由于该法采用单面测试，特别适合于只有一个测试面如路面、护坡、底板、跑道等混凝土的检测。 6 红外成像法 自然界中任何高于绝对零度（-273℃）的物体都是红外线的辐射源，它们都向外界不断地辐射出红外线。红外线是介于可见光与微波之间的电磁波，其波长为0.76~1000 μm，频率为4×1014~3×1011 Hz。混凝土红外线无损检测是通过测量混凝土的热量及热流来判断其质量的一种方法。当混凝土内部存在某种缺陷时，将改变混凝土的热传导，使混凝土表面的温度场分布产生异常，用红外成像仪测出表示这种异常的热像图，由热像图中异常的特征可判断出混凝土缺陷的类型及位置特征等。这种方法属非接触无损检测方法，可对检测物进行上下、左右的连续扫测，且白天、黑夜均可进行，可检测的温度为-50~2000℃，分辨率可
超声回弹综合法检测混凝土强度实施细则 1.检测目的 通过超声回弹综合法，检测结构或构件混凝土强度。 2.检测范围 适用于结构混凝土强度检测，必要时可采用钻芯法验证。对于表面有明显缺陷、遭受冻害、化学侵蚀、火灾和高温损伤的结构混凝土强度检测不适用。3.检测依据 《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》（CECS 02:2005）。 《铁路工程结构混凝土强度检测规程》（TB 10426－2004）。 4.工作程序 4.1仪器设备 4.1.1采用武汉岩海公司研制的RS-ST01D型非金属超声检测分析仪。 4.1.2采用压电震动模式为厚度震动的平面换能器，产生超声波和接收经混凝土传播后的超声波。 4.1.3回弹测试采用指针式直读回弹仪。 4.2检测准备工作 4.2.1 工程名称及设计、施工和建设单位名称； 4.2.2 结构或构件名称、编号、施工图（或平面图）及混凝土强度等级； 4.2.3 水泥品种、标号、用量、出厂厂名，砂石品种、粒径；外加剂或掺合料品种、掺量，以及混凝土配合比等； 4.2.4 模板类型、混凝土灌注和养护情况，及成型日期； 4.2.5 结构或构件存在的质量问题，混凝土试块抗压报告等。 4.3测试技术 4.3.1 测区 4.3.1.1 按单个构件检测时，应在构件上均匀布置测区，且不少于10个； 4.3.1.2 当对同批构件抽样检测时，构件抽样数应不少于同批构件的30%，且不
少于4件，每个构件测区数不少于10个； 4.3.1.3 对长度小于或等于2m的构件，其测区数量可适当减少，但不应少于3个。当按批抽样检测时，凡符合下列条件的构件，才可作为同批构件： 4.3.1.3.1 混凝土强度等级相同； 4.3.1.3.2 混凝土原材料、配合比、成型工艺、养护条件及龄期基本相同； 4.3.1.3.3 构件种类相同； 4.3.1.3.4 在施工阶段所处状态相同。 每个构件的测区，应满足以下要求： 4.3.1.3.5 测区的布置应在构件混凝土浇灌方向的侧面； 4.3.1.3.6 测区应均匀分布，相邻两测区的间距不宜大于2m； 4.3.1.3.7 测区宜避开钢筋密集区和预埋铁件； 4.3.1.3.8 测区尺寸为200㎜×200㎜；相对应的两个200㎜×200㎜方块应视为一个测区。 4.3.1.3.9测试面应清洁、平整、干燥，不应有接缝、饰面层、浮浆和油垢，并避开蜂窝、麻面部位，必要时可用砂轮片清除杂物和磨平不平整处，并擦净残留粉尘。结构或构件上的测区应注明编号，并记录测区所处的位置和外观质量情况。每一测区宜先进行回弹测试，然后进行超声测试。对非同一测回弹值及超声声速值，不能按综合法计算混凝土强度。 4.3.2 回弹值的测定 4.3.2.1 用于综合法测强的回弹仪，必须是处于标准状态，并在钢砧上率定值为80±2的仪器。用回弹仪测试时，宜使仪器处于水平状态测试混凝土浇筑侧面，此种情况修正值为0。如不能满足这一要求，也可以非水平状态测试或测试混凝土的浇注顶面或底面，但其回弹值应进行修正。检测时，回弹仪的轴线应始终垂直于结构或构件的混凝土检测面，缓慢施压，准确读数，快速复位。 4.3.2.2 测点宜在测区范围内均匀分布，相邻两测点的净距不宜小于30㎜；测点距外露钢筋、预埋件的距离不宜小于50㎜。应按《回弹法评定混凝土抗压强度技术规程》的要求，对构件上每一测区的两个相对测试面各弹击8点，测点不
混凝土超声波检测实验 一、实验目的： 学习超声波检测仪的使用，掌握混凝土超声波检测的基本原理和方法。掌握首波声时、振幅、频率测定的基本方法。 二、实验仪器及装置： CTS-35A非金属超声波检测仪、超声换能器、混凝土试块。 三、实验原理： 超声波检测技术是利用超声波在物体传播中的反射、绕射和衰减等物理特性，测定物体内部缺陷的一种无损检测方法。 混凝土超声波缺陷检测，目前主要采用“穿透法”，即用发射换能器发射超声波，让超声波在所检测的混凝土中传播，然后由接收换能器接收，它将携带有关混凝土材料性能和内部结构等信息。 超声波在混凝土中传播的速度与混凝土的组成成分，混凝土弹性性质，内部结构的孔隙、密实度等因素有关。混凝土弹性模量高、强度高、混凝土致密，超声波在混凝土中传播的速度也高，因此随混凝土强度不同，超声波传播的声速不同。 超声波在所检测的混凝土传播，遇到空洞、裂缝、疏松等缺陷部位时，超声波振幅和超声波的高频成分发生衰减。超声波传播中碰到混凝土的内部缺陷时，由于超声波的绕射、反射和传播路径的复杂化，不同波的叠加会使波形发生畸变。因此当超声波穿过缺陷区时，其声速、振幅、波形和频率等参数发生变化。 目前对混凝土的超声波检测主要是检测结构混凝土的强度，混凝土的密实度、有无空洞、裂缝等缺陷。 四、实验内容和步骤： 1.根据首波声时判定混凝土试块的强度。 由于混凝土试块的不均匀性，在每个混凝土试块的不同部位进行测试，取其平均值。 表1 混凝土强度与波速关系参考表 混凝土试块强度C25 C30 C35 C40 波速(m/s) 3500-3800 3700-4000 3900-4200 4100-4500 2.混凝土浅裂缝的检测 用平测法（斜测法）测量浅裂缝的位置及深度，如图1所示。 混凝土试块 图1 平测法测量浅裂缝位置及深度示意图
混凝土表观及内部缺陷 检测报告 报告编号：/ 工程名称: / 委托单位: / XXXXX工程质量检测有限公司 /年/月/日
XXXX)-011-B07混凝土表观及内部缺陷检测报告 一、工程概况 工程名称：/ 建设单位：/ 施工单位：/ 监理单位：/ 设计单位：/ 委托单位：/ 二、现场检测 1、检测目的：混凝土表观及内部缺陷。 2、检测依据：《超声法检测混凝土缺陷技术规程》（CECS21：2000）。 3、检测设备：ZBL—U520非金属超声检测仪：设备编号：2272-726；裂缝宽度观测仪：设 备编号：2010-1102。 4、检测时间：/。 5、检测部位及混凝土设计强度等级：/ 三、检测结果的处理和判断 根据//的实际情况及钢筋分布情况，在构件的两相对测试面上布置水平测线和竖直测线，对其进行混凝土表观及内部缺陷检测。水平测线和竖直测线的交点即为测点，每一对测试面取30个测点，总共60个测点。测点布置示意图见图1
SDJC/CX(X)-011-B073 图1 测点布置平面图 3.1、检测结果 // 图2 表面裂缝观测图一 // 图3 表面裂缝观测图二由图2和图3可以看出，混凝土表面平整，无可观测到的裂缝。 原始记录文件：JC-05-0007\D:\检测部正式报告\表观及内部缺陷\12公-HNTQX-10001表1测点1～30的检测结果汇总表
表2测点31～60的检测结果汇总表 表3 检测数据处理结果表
参数名称平均值标准差临界值声速(km/s） 波幅(dB) 3.2、测点缺陷示意图见图4、图5。 由表1、表2和表3可见，测点//和//为可疑测点，在图4和图5，其中小圆圈表示测点，带有椭圆的测点为可疑测点。 图4 //测点布置图
作业指导书 批准人： 颁布日期： 实施日期： 审核： 编写：
目录 1适用范围 ............................... 错误!未定义书签。 2 检测目的............................... 错误!未定义书签。 3 检测依据............................... 错误!未定义书签。 4 检测设备............................... 错误!未定义书签。5抽检数量 ............................... 错误!未定义书签。 6 检测前准备............................. 错误!未定义书签。7检测方法 ............................... 错误!未定义书签。8检测步骤 ............................... 错误!未定义书签。9检测分析处理 ........................... 错误!未定义书签。10检测报告 .............................. 错误!未定义书签。
超声法检测混凝土缺陷 一、适用范围 本作业指导书适用于超声法检测混凝土的缺陷。缺陷检测系指对混凝土内部空洞和不密实区的位置和范围、裂缝深度、表面损伤层厚度、不同时间浇注的混凝土结合面质量、钢管混凝土中的缺陷进行检测。 二、检测目的 采用带波形显示功能的超声波检测仪，测量超声脉冲波在混凝土中的传播速度（简称声速），首波幅度（简称波幅）和接收信号主频率（简称主频）等声学参数并根据这些参数及其相对变化，判断混凝土中的缺陷情况。 三、检测依据 《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21：2000； 《建筑结构检测技术标准》GB/T 50344-2004。 四、检测设备 超声波检测仪。
超声波测试混凝土的基本方法 声波在均匀的固体介质中传播时，特别是在金属中定向传播过程中，实际上并没有什么衰减，而在金属与空气界面上则几乎全被反射回来。这就是利用声波来检测金属零部件均匀性和零件内是否有气孔、裂缝、铸造等缺陷的物理基础。而混凝土超声探测亦是根据这一原理来研究混凝土的结构形态。目前比较成功的方法有以下几种类型： （1）用超声波通过混凝土来判断混凝土内部结构的方法，叫透射法或穿透法； （2）用声波所产生的回波信号来研究混凝土内部结构及裂缝位置及波速叫反射法； （3）用声波的界面滑行波来研究岩体的下伏界面速度及界面位置的方法叫折射法； （4）用钻孔来了解混凝土内波速及结构特征随深度的变化，称为孔中测定法。 下面分别介绍各种方法工作的特点及使用条件. 〔I〕透射波（直达波）法： 混凝土超声波透射法，是一种简单而效果又是最好的探测方法?采用透射法发收、换能器机-电，电-机转换效率高，因而在混凝土中的穿透能力相对较强，传播距离相对较长，可以扩大探测范围。透射波法可以获得较反射波法大几倍，较折射波法大几十倍的能量，因而波形单纯、清楚、干扰较小，初至清晰，各类波形易于辨认。透射波法要求发射探头和接受探头之间的距离必须能够准确丈量，否则计算出来的误差值较大，反而影响了测量的精度。 当被测对象较破碎，或存在张裂缝时岩体对声波的衰减系数较大，以及做大距离测试, 可采用锤击法。这时接收仍可采用单片弯曲式换能器接收，其谐振频率以10千赫左右为宜。因为在混凝土上加板的激发频率主频约在数千赫。鉴于这时所测声时值较大，发射到接收的系统延时值在数微秒，可忽略，故不再计较t o的值。 〔U〕反射波（回波）法 用发射、接收换能器检测混凝土质量。超声波在混凝土中传播时，所遇到的每个波阻抗面上，都将发生反射、透射现象，在有几个波阻抗面存在时，则在每个界面上都将发生反射和透射。这样我们在混凝土表面上可以观测到一系列依次到达的反射波如图1所示, 反射波的强度不仅与入射波的强度有关外，而且决定界面的反射系数，即决定两种介质的声阻抗。声波在介质中传播过程中，由于波前的发散作用和凝滞及阻尼等吸收作用，波内稀疏部分与压缩部分中间之热传导及辐射，以及反射波形成过程中都会使入射波的振幅随着传播的距离增加而迅速衰减，在均匀同性介质中，振幅随距离按指数规律衰减。在各向异性介质中，振幅一方面要随距离衰减外，而且随着节理、层理、界面曲率、混凝土结构的破碎程度、裂缝的宽度和长度及与波传播的方向等因素有关，无一定规律的衰减，在计算时，这要看诸影响因素中起主导作用的是什么，抓住主要矛盾，再考虑其它因素。 混凝土不均匀或者由界面破碎等波阻抗面的不同所造成的反射波，当波阻抗面距离小于波形振动的延续面时，则往往造成两个波形振动带的干涉使之产生叠加，反射波多层薄层分辩率最好的位置
超声法检测中，换能器应通过( )与混凝土测试表面保持紧密结合。 A.胶粘剂 B.耦合剂 C.防腐剂 D.阻锈剂 答案:B 您的答案：B 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第2题 超声法检测时应避免超声传播路径与附近钢筋轴线平行，如无法避免，应使两个换能器连线与该钢筋的最短距离不小于超声测距的( )。 A.1/2 B.1/3 C.1/4 D.1/6 答案:D 您的答案：D 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第3题 根据《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21:2000的定义，不带波形显示的超声波检测仪( )用于混凝土的超声法检测。 A.不能 B.可以 C.经过验证可以 D.无法确定 答案:A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第4题 超声法检测混凝土结合面时，构件的被测部位应具有使声波（）结合面的测试条件。A.垂直
C.平行 D.垂直或斜穿 答案:D 您的答案：D 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第5题 混凝土裂缝深度常用的无损检测方法是（）。 A.尺量法 B.塞尺法 C.显微镜法 D.超声波法 答案:D 您的答案：D 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第6题 裂缝的宽度量测精度不应低于（）。 A.1.0mm B.10.0mm C.1.0cm D.10.0cm 答案:A 您的答案：A 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第7题 超声法检测结构混凝土裂缝时，当结构的裂缝部位只有一个可测表面时，单面平测法适用于裂缝深度不大于( )的情况。 A.200mm B.300mm C.400mm D.500mm 答案:D
超声回弹综合法检测混凝土强度实施细则 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
超声回弹综合法检测混凝土强度实施细则 1.检测目的 通过超声回弹综合法，检测结构或构件混凝土强度。 2.检测范围 适用于结构混凝土强度检测，必要时可采用钻芯法验证。对于表面有明显缺陷、遭受冻害、化学侵蚀、火灾和高温损伤的结构混凝土强度检测不适用。 3.检测依据 《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》（CECS 02:2005）。 《铁路工程结构混凝土强度检测规程》（TB 10426－2004）。 4.工作程序 仪器设备 采用武汉岩海公司研制的RS-ST01D型非金属超声检测分析仪。 采用压电震动模式为厚度震动的平面换能器，产生超声波和接收经混凝土传播后的超声波。 回弹测试采用指针式直读回弹仪。 检测准备工作 工程名称及设计、施工和建设单位名称； 结构或构件名称、编号、施工图（或平面图）及混凝土强度等级； 水泥品种、标号、用量、出厂厂名，砂石品种、粒径；外加剂或掺合料品种、掺量，以及混凝土配合比等； 模板类型、混凝土灌注和养护情况，及成型日期； 结构或构件存在的质量问题，混凝土试块抗压报告等。 测试技术 测区 2m的构件，其测区数量可适当减少，但不应少于3个。当按批抽样检测时，凡符合下列条件的构件，才可作为同批构件： 每个构件的测区，应满足以下要求：
2m ； ×200㎜；相对应的两个200㎜×200㎜方块应视为一个测区。 结构或构件上的测区应注明编号，并记录测区所处的位置和外观质量情况。每一测区宜先进行回弹测试，然后进行超声测试。对非同一测回弹值及超声声速值，不能按综合法计算混凝土强度。 回弹值的测定 用于综合法测强的回弹仪，必须是处于标准状态，并在钢砧上率定值为80±2的仪器。用回弹仪测试时，宜使仪器处于水平状态测试混凝土浇筑侧面，此种情况修正值为0。如不能满足这一要求，也可以非水平状态测试或测试混凝土的浇注顶面或底面，但其回弹值应进行修正。检测时，回弹仪的轴线应始终垂直于结构或构件的混凝土检测面，缓慢施压，准确读数，快速复位。 30㎜；测点距外露钢筋、预埋件的距离不宜小于50㎜。应按《回弹法评定混凝土抗压强度技术规程》的要求，对构件上每一测区的两个相对测试面各弹击8点，测点不应在气孔或外露石子上，同一测点只应弹击一次。每一测区记取16个回弹值，每一测点的回弹值读数估读至1。 式中 m R —测区平均回弹值，精确至； i R —第i 个测点的回弹值。 式中 a R —修正后的测区回弹值； αa R —测试角度为α的回弹修正值，查相关规程选用。 式中 t a R —测顶面时的回弹修正值，查相关规程选用； b a R —测底面时的回弹修正值，查相关规程选用。 计算超声声速值时，应在每个测区内的相对测试面上，各布置3个测点，且发射和接受换能器的轴线应在同一轴线上。测区声速应按下列公式计算： 式中 v —测区声速值，s km /； l —超声测距，mm ； m t —测区平均声时值，s μ； 1t ，2t ，3t —分别为测区中3个测点的声时值。
“超声法检测混凝土缺陷”题库 Ⅰ、单选题 1、基本概念： 1、超声波频率为50kHz，波速为4500m/s，波长为( )。 (A)9m(B)90cm(C)9cm(正确) (D)9mm 2、超声波频率越高，( )。 (A)在混凝土中传播速度越快(B)在混凝土中传播距离越远 (C)在混凝土中传播速度越慢(D)在混凝土中传播距离越短[正确] 3、在混凝土中传播的超声波是一种( )。 (A)机械振动波[正确] (B)电磁波 (C)不能在液体中传播的波(D)不能在气体中传播的波 4、用于发射超声波的换能器在工作的时候，其内部的晶片产生的变化是( )。 (A)将机械能转化为电能(B)将电能转化为机械振动[正确] (C)将机械能转化为辐射(D)将辐射转化为机械能 5、用于接收超声波的换能器在工作的时候，其内部的晶片产生的变化是( )。 (A)将机械能转化为电能[正确] (B)将电能转化为机械振动 (C)将机械能转化为辐射(D)将辐射转化为机械能 6、超声换能器的工作原理是基于其( ) (A)光电效应(B)压电效应[正确] (C)电磁感应(D)涡流感应 7、超声波从固体进入液体或气体中时，只有( )能继续传播。 (A)横波(B)表面波(C)纵波[正确] (D)剪切波 8、超声波在真空中( )。 (A)速度比空气中慢(B)速度比空气中快(C)不能传播[正确] (D)衰减很大 9、超声波在水中的速度比空气中的( )。 (A)快[正确] (B)慢(C)取决于声波频率(D)取决于温度 10、超声波在空气中的速度比混凝土中的( )。 (A)快(B)慢[正确] (C)取决于声波频率(D)取决于温度 11、空气中的超声波速度随着温度上升( )。 (A)上升[正确] (B)下降(C)不变(D)取决于频率 2、《超声法检测混凝土缺陷技术规程》(CECS21:2000) 12、超声法检测混凝土缺陷所采用的超声波频率一般为( )。(2.1.1) (A)20Hz～250kHz (B) 20kHz～250kHz[正确] (C)20kHz～250MHz (D) 20MHz～250MHz 13、在进行不密实区、空洞或混凝土结合面质量检测时，对于工业与民用建筑，测点间距宜为( )。(6.2.1) (A)50mm (B)500mm (C)100mm～300mm[正确] (D)400mm 14、通常情况下进行上部结构梁柱构件超声法检测时，应优先选用( )换能器。(3.2.1) (A)圆管式(B)高频(C)平面[正确] (D)径向 15、检测不密实区和空洞时构件的被测试范围应( )有怀疑的区域。(6.1.2) (A)大于[正确] (B)小于(C)约等于(D)等于 16、超声波的主频是指在被接收的超声脉冲波各频率成份的( )分布中最大的频率值。 (2.1.6) (A)速度(B)波长(C)幅度[正确] (D)相位 17、依据CECS21:2000规范要求，用于混凝土缺陷检测的超声波检测仪声时最小分度应不
- -页脚-- 开放实验室实验讲义（设备表面及内部缺陷检测）
实验一内部缺陷检测-超声波检测 (一)、超声波探伤 1.超声波探伤原理 超声波探伤是利用人耳无法感觉到的高频声波(＞20000Hz)射入被检物并用探头接收信号从而检测出材料内部或表面缺陷的方法。探伤用超声波频率一般在0.5-25MHz之间。 超声波波长与频率f和传播速度c的关系为： 入＝c/f (1-1) 在气体和液体中只有纵波，纵波声速c：为： C L=(K/ρ)1/2 (1-2) 式中ρ-密度(kg／m3);K-体积弹性模量(N／m2)。 声阻抗Z为： Z＝ρ·C (1-3) 当声波由介质1垂直入射到介质2时，声能反射率只为： Z=(Z2-Z1)2/(Z1+Z2)2 (1-4) 式中Z1与Z2--介质1与介质2的声阻抗。 声能透射率T为： 式中αl-纵波入射角；βl与βs队-纵波折射角与横波折射角；γL与γS-纵波反射角与横波反射角；c l1与c l2-两种介质户纵波声速；c s1与c s2-两种介质中横波声速。 若入射波为横波，有 s s s s l l l l s s 2 2 1 1 c sin c sin c sin c sin αγ β β γ α= = = = (1-7) 式中αs-横波入射角。 第一临界角为使纵波折射角等于90。时的纵波入射角(αlI) 有
2l 1l l c /c sin i =α (1-8) 第二临界角为使横波折射角等于90。 时的纵波入射角(o ，n)，有 ； 2l 1l lII c /c sin =α (1-9) 超声波近场区(Fresuel 区)长度N 为 N=D 2 /4λ (1-10) 式中 D-发射体(晶片)直径；λ-波长。 远场区(Franhofer 区)声束发散，强度与距离平方成反比。发射体为圆形时，声束在远场区之半扩散角60(指向角)由下式决定: sin θ0=1.22λ/D (1-11) 超声波在介质中传播会发生声强的衰减，、规律为： I=I 0e -2αδ (1-12) 式中 I 。-超声波初始强度；I-超声波透过厚度为6(cm)的介质时的强度； α-线衰减系数(Np/cm ，1Np/cm ＝868.6dB/m)； 用分贝值K p (K H )表示衰减变化或放大率，即：K p ＝201gP ／P o K H ＝201gH ／H 。(dB) (1-13) 式中 P o 或H 。-声压或波高基准值；P 或H-声压或波高的测量值(或要求值)。 材料厚度等于半波长或其整数倍时，将发生共振，有 t=n ·c/2f (1-14) 式中 t-共振厚度；c-声速；f-频率；n-整数。 表1-1为超声波探伤按不同方式分类简表。A 型脉冲反射法探伤是目前使用的主要方法。 表1-1超声波探伤分类简表 2.脉冲反射法探伤过程与探伤条件 脉冲反射探伤法按超声波在介质中传播方式分类及用途列于表1-2。
第1题 超声法检测中，换能器应通过( )与混凝土测试表面保持紧密结合。 A.胶粘剂 B.耦合剂 C.防腐剂 D.阻锈剂 答案:B 您的答案：B 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第2题 超声法检测时应避免超声传播路径与附近钢筋轴线平行，如无法避免，应使两个换能器连线与该钢筋的最短距离不小于超声测距的( )。 A.1/2 B.1/3 C.1/4 D.1/6 答案:D 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：0.0 批注： 第3题 根据《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21:2000的定义，不带波形显示的超声波检测仪( )用于混凝土的超声法检测。 A.不能 B.可以 C.经过验证可以 D.无法确定 答案:A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第4题
超声法检测混凝土结合面时，构件的被测部位应具有使声波（）结合面的测试条件。 A.垂直 B.斜穿 C.平行 D.垂直或斜穿 答案:D 您的答案：D 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第5题 混凝土裂缝深度常用的无损检测方法是（）。 A.尺量法 B.塞尺法 C.显微镜法 D.超声波法 答案:D 您的答案：D 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第6题 裂缝的宽度量测精度不应低于（）。 A.1.0mm B.10.0mm C.1.0cm D.10.0cm 答案:A 您的答案：A 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第7题 超声法检测结构混凝土裂缝时，当结构的裂缝部位只有一个可测表面时，单面平测法适用于裂缝深度不大于( )的情况。 A.200mm B.300mm
C.400mm D.500mm 答案:D 您的答案：C 题目分数：3 此题得分：0.0 批注： 第8题 依据CECS21:2000规要求，用于混凝土缺陷检测的超声波检测仪声时最小分度应不大于（）μs。 A.1 B.0.1 C.0.01 D.0.5 答案:B 您的答案：B 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第9题 超声法检测混凝土缺陷，检测中出现可疑数据时应及时查找原因，必要时应进行( )。 A.复测校核 B.密测点补测 C.平测 D.斜测 答案:A,B 您的答案：A,B 题目分数：5 此题得分：5.0 批注： 第10题 常用的超声换能器有( )振动方式。 A.厚度 B.球形 C.径向 D.点状 答案:A,C
超声波法检测混凝土试验 报告 Prepared on 22 November 2020
哈尔滨工程大学 实验报告实验名称：超声波法检测混凝土实验 班级：212 学号： 姓名：纪强 合作者：黄昊、张艳慧 成绩：____________________________ 指导教师：梁晓羽 实验室名称：工程测试与检测技术实验室 目录 一．试验目的 二．试验仪器和设备 三．原理及试验装置 四．试验步骤
五．试验数据记录表格 六．注意事项 七．试验结果分析 八．问题讨论 一.试验目的 检测混凝土裂缝宽度，检测裂缝尺寸从而确定混凝土结构安全性。对混凝土裂缝超声检测进行实验研究，对预先设置在混凝土试件中的裂缝进行超声检测，将得到的检测数据与相应的理论值进行对比分析，讨论裂缝超声检测中存在的问题，对裂缝的检测方法提出建议。 二.试验仪器和设备 GTJ—F800 混凝土裂缝综合检测仪器，8500~11000RMB。 三.原理及试验装置 混凝土裂缝宽度检测试验原理：通过摄像头拍摄裂缝图像并放大显示在显示屏上，然后对裂缝图像进行图像处理和识别，执行特定的算法程序自动判读出裂缝宽度，仪器采用新型高精度、高灵敏度的光电转换器件进行图像采集，利用DSP 系统实现图像分析与处理，通过特征提取与优化算法自动判读裂缝宽度，同时在液晶屏上实时显示裂缝图像和裂缝宽度的测试结果。 裂缝深度检测试验原理：超声波在不同介质中传播时，将发生反射、折射、绕射和衰减等现象,表现为接收换能器上接收的超声波信号的声时、振幅、波形和频率发生相应变化,对这些变化分析处理就可以判定结构内部裂缝的深度。图中, H为试件高度;h为构造裂缝度 ;L1为射换能器距构造裂缝的水平距离;L2 为接收换能器距构造裂缝的水平距离。
结构混凝土表观及内部缺陷无损检测技术（一）（二） 第1题 超声法检测中，换能器应通过( )与混凝土测试表面保持紧密结合。 A.胶粘剂 B.耦合剂 C.防腐剂 D.阻锈剂 答案:B 您的答案：B 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第2题 超声法检测时应避免超声传播路径与附近钢筋轴线平行，如无法避免，应使两个换能器连线与该钢筋的最短距离不小于超声测距的( )。 A.1/2 B.1/3 C.1/4 D.1/6 答案:D 您的答案：D 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第3题 根据《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21:2000的定义，不带波形显示的超声波检测仪( )用于混凝土的超声法检测。 A.不能 B.可以 C.经过验证可以 D.无法确定 答案:A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第4题
超声法检测混凝土结合面时，构件的被测部位应具有使声波（）结合面的测试条件。 A.垂直 B.斜穿 C.平行 D.垂直或斜穿 答案:D 您的答案：D 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第5题 混凝土裂缝深度常用的无损检测方法是（）。 A.尺量法 B.塞尺法 C.显微镜法 D.超声波法 答案:D 您的答案：D 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第6题 裂缝的宽度量测精度不应低于（）。 A.1.0mm B.10.0mm C.1.0cm D.10.0cm 答案:A 您的答案：A 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第7题 超声法检测结构混凝土裂缝时，当结构的裂缝部位只有一个可测表面时，单面平测法适用于裂缝深度不大于( )的情况。 A.200mm B.300mm
超声波检测混凝土缺陷作业指导书文件编号： 版本号： 分发号： 编制： 批准： 生效日期：
超声波检测混凝土缺陷作业指导书 1. 目的 试验结果是否正确，除了要求试验仪器本身达到规定的精度外，同时还要求试验人员必须熟悉试验机操作方法。为了使检测员更好地掌握本职工作，保证检测数据科学、公正、准确，特制定本规程。 2. 适用范围 本规定适用于岩海公司非金属超声波检测仪，也同时适用于其它型号的非金属超声波检测仪 3. 检测依据 《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS 21:2000； 《建筑结构检测技术标准》GB/T50344-2004。 4. 检测设备 RS-ST01C型非金属超声波检测仪； 38kHz厚度振动式换能器 5. 检测前准备 5.1 超声波检测仪应满足下列要求 5.1.1 具有波形清晰、显示稳定的示波装置； 5.1.2 声时最小分度为0.1μs； 5.1.3 具有最小分度为 1dB的衰减系统； 5.1.4 接收放大器频响范围 10～500kHz，总增益不小于 80dB，接收灵敏度(在信噪比 为3：1时)不大于50μv； 5.1.5 电源电压波动范围在标称值±10%的情况下能正常工作； 5.1.6 连续正常工作时间不少于 4h。 5.2 换能器的技术要求 5.2.1 常用换能器具有厚度振动方式和径向振动方式两种类型，可根据不同测试需要 选用。 5.2.2 厚度振动式换能器的频率宜采用 20～250kHz。径向振动式换能器的频率宜采用 20～60kHz，直径不宜大于 32mm。当接收信号较弱时，宜选用带前置放大器的接收换能器。 5.2.3 换能器的实测主频与标称频率相差应不大于±10%。对用于水中的换能器，其水 密性应在1MPa水压下不渗漏。
超声回弹综合法检测混凝土强度 1.发展概况 超声回弹综合法检测混凝土强度，是1966年由罗马尼亚建筑及建筑经济科学研究院首次提出的，并编制了有关技术规程，曾受到各国科技工作者的重视。1976年我国引进了这一方法，在结合我国具体情况的基础上，许多科研单位进行了大量的试验。近年来完成了多项科研成果，在结构混凝土工程的质量检测中已获得了广泛的推广应用。1988年由中国工程标准化委员会批准了我国第一本《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》(CECS02：88)；2005年由中国工程标准化协会修编为《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》(CECS02：2005)。 混凝土强度的综合法检测，就是采用两种或两种以上的单一方法或参数(力学的、物理的或声学的等)联合测试混凝土强度的方法。由于综合法，比单一法测试误差小和较宽的适用范围，因此在混凝土的质量控制与检测中的应用愈来愈多。一般来说，在合理选择各种单一方法组合的前提下，所采用的非破损测试方法越多，混凝土强度的测试精度也越高。 采用综合法测量混凝土强度时应符合以下原则： (1)单一法的仪器性能、测试技术和测试误差都应满足规定的要求； (2)在已查明单一法测强影响因素的基础上，应当采取对测强影响较大且相反的单一法进行综合，以便抵消或减少一些影响因素； (3)综合法比单一法应具有较小的测试误差和较宽的适应范围； (4)综合法适用于确定内部无缺陷部位的混凝土强度。 综合法测定混凝土强度的方法是较多的，如“超声波传播速度—回弹值”、“超声波传播速度—表面硬度”、“超声波传播速度—超声波衰减值”、“超声波传播速度—回弹值—碳化深度”以及“砂浆超声波传播速度—回弹值—碳化深度”等等综合法。而声速—回弹综
超声波检测混凝土缺陷技术 摘要：混凝土结构内部若存在不密实区或空洞等缺陷，必然会严重影响结构的承载能力和耐久性。结合工程实例，阐述了采用超声波检测混凝土不密实区和空洞的原理、方法。并详细介绍了检测数据处理过程。结果表明用超声波检测混凝土不密实区和空洞效果较理想。 关键词：超声波检测混凝土缺陷检测 混凝土构件在制作或使用过程中，经常因为管理不善或受环境及意外损伤的影响，其内部可能出现蜂窝状不密实区或空洞。这些缺陷的存在会严重影响构件的承载力和耐久性，采用有效方法查明混凝土内部结构缺陷的性质、位置、范围及尺寸，以便进行技术处理，是工程建设中的一个重要内容。 1超声波检测混凝土缺陷的基本原理 目前，在检测混凝土构件的缺陷方面，超声无损检测的应用比较广泛。其主要方法是：首先测出超声波在混凝土构件各段的传播速度，再比较所测速度值的差异，找出有突变的地方，进行分析，从而判断缺陷的形态、范围等。超声波检测仪器比较简单，便携，操作比较方便，所以被广泛应用于混凝土结构缺陷检测。 2超声波检测混凝土缺陷的方法 2.1平测法 当构件具有两对相互平行的测试面时，可采用对测法，在测试部位两对相互平行的测试面上，分别画出200～300mm等间距的网格并编号确定对应的测点位置然后将T、R换能器经耦合剂分别置于对应测点上，逐点记录相应的声时（ti）、波幅（Ai）和频率(fi)，并量取测试距离（L）。 2.2斜测法 当混凝土被测部位只能提供两个相对或相邻测试表面时，可采用斜测法检测。检测时，将一对T、R换能器分别耦合于被测构件的两个表面，两个换能器的轴线不在同一直线上。检测混凝土梁、柱的施工接槎、修补加固混凝L结合质量和检测混凝土梁、柱的裂缝深度多采用此方法。 2.3钻孔测法
结构混凝土表观及内部缺陷无损检测技术（一）（二）继续教育答案 第1题 超声法检测中，换能器应通过( )与混凝土测试表面保持紧密结合。 A.胶粘剂 B.耦合剂 C.防腐剂 D.阻锈剂 答案:B 您的答案：B 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第2题 超声法检测时应避免超声传播路径与附近钢筋轴线平行，如无法避免，应使两个换能器连线与该钢筋的最短距离不小于超声测距的( )。 A.1/2 B.1/3 C.1/4 D.1/6 答案:D
您的答案：D 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第3题 根据《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21:2000的定义，不带波形显示的超声波检测仪( )用于混凝土的超声法检测。 A.不能 B.可以 C.经过验证可以 D.无法确定 答案:A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第4题 超声法检测混凝土结合面时，构件的被测部位应具有使声波（）结合面的测试条件。
B.斜穿 C.平行 D.垂直或斜穿 答案:D 您的答案：D 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第5题 混凝土裂缝深度常用的无损检测方法是（）。 A.尺量法 B.塞尺法 C.显微镜法 D.超声波法 答案:D 您的答案：D 题目分数：3 此题得分：3.0
第6题 裂缝的宽度量测精度不应低于（）。 A.1.0mm B.10.0mm C.1.0cm D.10.0cm 答案:A 您的答案：A 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第7题 超声法检测结构混凝土裂缝时，当结构的裂缝部位只有一个可测表面时，单面平测法适用于裂缝深度不大于( )的情况。 A.200mm B.300mm C.400mm D.500mm
哈尔滨工程大学 实验报告 实验名称：超声波法检测混凝土实验 班级：212 学号：2015020405 姓名：纪强 合作者：黄昊、张艳慧 成绩：____________________________ 指导教师：梁晓羽 实验室名称：工程测试与检测技术实验室
目录 一．试验目的 二．试验仪器和设备 三．原理及试验装置 四．试验步骤 五．试验数据记录表格 六．注意事项 七．试验结果分析 八．问题讨论
一.试验目的 检测混凝土裂缝宽度，检测裂缝尺寸从而确定混凝土结构安全性。对混凝土裂缝超声检测进行实验研究，对预先设置在混凝土试件中的裂缝进行超声检测，将得到的检测数据与相应的理论值进行对比分析，讨论裂缝超声检测中存在的问题，对裂缝的检测方法提出建议。 二.试验仪器和设备 GTJ—F800 混凝土裂缝综合检测仪器，8500~11000RMB。 三.原理及试验装置 混凝土裂缝宽度检测试验原理：通过摄像头拍摄裂缝图像并放大显示在显示屏上，然后对裂缝图像进行图像处理和识别，执行特定的算法程序自动判读出裂缝宽度，仪器采用新型高精度、高灵敏度的光电转换器件进行图像采集，利用DSP 系统实现图像分析与处理，通过特征提取与优化算法自动判读裂缝宽度，同时在液晶屏上实时显示裂缝图像和裂缝宽度的测试结果。
裂缝深度检测试验原理：超声波在不同介质中传播时，将发生反射、折射、绕射和衰减等现象,表现为接收换能器上接收的超声波信号的声时、振幅、波形和频率发生相应变化,对这些变化分析处理就可以判定结构内部裂缝的深度。图中, H为试件高度;h为构造裂缝度;L1为射换能器距构造裂缝的水平距离;L2 为接收换能器距构造裂缝的水平距离。 四.试验步骤 1.制作带裂缝混凝土试件：该试件长0·6m，宽0·5m，高0·4m，混凝土强度C25，采用石子粒径30mm左右，裂缝深度90~100mm，缝宽0~10mm。
超声波法检测混凝土缺陷作业指导书 一、测试原理和方法 超声测缺陷的基本原理，是通过超声波(纵波)在混凝土中传播的不同参数反映混凝土的质量。即利用超声波在混凝土中传播的声时、振幅、波形这三个声学参数综合判断其内部的缺陷情况。 声时—即超声波在混凝土中传播所需要的时间，如超声波在传播路径中遇有缺陷时，则要绕过缺陷，声时就会变长。 振幅—即接收信号首波振幅。混凝土内部存在缺陷时，超声波在缺陷界面上声阻抗差异显著，产生发射、散射和吸收，使接收波振幅显著降低。振幅变化大小可通过增益和衰减器的调整进行测量。 波形—即接收到的波形。混凝土内部存在缺陷时，超声波在内部传播发生变化。直达波、绕射波、反射波等各类波相继被接收。由于这些波的相位不同，因此使正常波形发生畸变。主要观察前几个周期的波形。一般情况下，正常混凝土的前几个波形振幅大，无畸变，接收波的包络线呈半圆形
见图11-1(a)。有缺陷混凝土的前几个周期波形振幅低，可能发生波形畸变，接收波的包络线呈喇叭形，见图11-1(b)。 11-1 接受图形 常用的测试方法大致分为以下几种： 1平面测试(用厚度振动式换能器) （1)对测法：一对发射(T)和接收(R)换能器，分别置于被测结构相互平行的两个表面，且两个换能器的轴线位于同一直线上。 （2)斜测法：一对发射和接收换能器分别置于被测结构的两个表面，但两个换能器的轴线不在同一直线上。 （3)单面平测法：一对发射和接收换能器置于被测结构同一个表面上进行测试。
2钻孔测试(采用径向振动式换能器) （1)孔中对测：一对换能器分别置于两个对应钻孔中，位于同一高度进行测试。 （2)孔中斜测：一对换能器分别置于两个对应钻孔中，但不在同一高度而是在保持一定高程差的条件下进行测试。 （3)孔中平测：一对换能器置于同一钻孔中，以一定的高程差同步移动进行测试。 二、仪器设备 1．超声波仪 超声波仪应满足下列要求： （1)具有波形清晰、显示稳定的示波装置。 （2)声时最小分度为OAS,, （3)具有最小分度为 1dB的衰减系统。 （4)接收放大器频响范围10～500kHz，总增益不小于80dB，接收灵敏度(在信噪比为3:1时)不大于50μV。 （5)电源电压波动范围在标称值，10％的情况下能正常工作。