地下管線(xiàn)探測(cè)技術(shù)課件

1、聲波透射法檢測(cè)技術(shù)基本概念聲波檢測(cè)一般是以人為激勵(lì)的方式向介質(zhì)（被測(cè)對(duì)象）發(fā)射聲波，在一定距離上接收經(jīng)介質(zhì)物理特性調(diào)制的聲波（反射波、透射波或散射波），通過(guò)觀(guān)測(cè)和分析聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)聲學(xué)參數(shù)和波形的變化，對(duì)被測(cè)對(duì)象的宏觀(guān)缺陷、幾何特征、組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行推斷和表征。聲波透射檢測(cè)技術(shù)則是以穿透介質(zhì)的透射聲波為測(cè)試和研究對(duì)象的。而我們所要研究的對(duì)象是大直徑的灌注樁。聲波發(fā)射系統(tǒng)向被測(cè)介質(zhì)發(fā)射聲波聲波在介質(zhì)（被測(cè)介質(zhì)）中傳播，介質(zhì)對(duì)聲波進(jìn)行調(diào)制聲波接收系統(tǒng)接收經(jīng)介質(zhì)傳播的聲波聲波記錄和分析系統(tǒng)依據(jù)聲學(xué)參數(shù)和波形的變化，對(duì)介質(zhì)特性進(jìn)行工程解釋結(jié)構(gòu)混凝土的聲學(xué)檢測(cè)始于1949年；目前已成為混凝土無(wú)

2、損檢測(cè)的重要手段；20世紀(jì)70年代，聲波透射法開(kāi)始用于檢測(cè)混凝土灌注樁的完整性；基本方法：基樁成孔后，在灌注混凝土之前，在樁內(nèi)預(yù)埋若干根聲測(cè)管作為聲波發(fā)射和接收換能器的上下通道，在樁身混凝土滿(mǎn)足養(yǎng)護(hù)期后，用聲波檢測(cè)儀沿樁的縱軸方向以一定的間距逐點(diǎn)檢測(cè)聲波穿過(guò)樁身截面的聲學(xué)參數(shù)，能過(guò)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和判斷，確定樁身混凝土缺陷的位置、范圍、程度，從而推斷樁身混凝土的連續(xù)性、完整性和均勻性，評(píng)定樁身完整性等級(jí)。特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）：檢測(cè)全面、細(xì)致（聲波檢測(cè)的范圍可覆蓋全樁長(zhǎng)的各個(gè)橫截面）；信息量相當(dāng)豐富，結(jié)果準(zhǔn)確可靠；不受樁長(zhǎng)、長(zhǎng)徑比的限制，一般也不受場(chǎng)地條件限制。第一部分基本理論一、聲波類(lèi)別及對(duì)應(yīng)

3、的頻率范圍名稱(chēng)頻率范圍次聲波010Hz可聞聲波2102104Hz超聲波2104 1010Hz特超聲波1010Hz用于混凝土聲波透射法檢測(cè)的聲波主頻率一般為2104 2.5105Hz聲波在固體介質(zhì)中傳播速度的影響因素：波的類(lèi)型；介質(zhì)的性質(zhì)；邊界條件。低應(yīng)變反射波法與聲波測(cè)試中的波速的比較：波長(zhǎng)與邊界條件：頻率范圍；測(cè)距。二、描述聲波的基本物理量聲壓聲強(qiáng)聲阻抗輻射聲場(chǎng)的指向性(指聲源發(fā)射響應(yīng)的幅值隨方位角的變化而變化的特性)聲壓比三、聲波在介質(zhì)分界面上的傳播規(guī)律及能量衰減反射折射繞射散射四、聲波在混凝土中傳播特點(diǎn)聲波能量衰減大（異常界面，散射損失）指向性差（波長(zhǎng)大、反射波折射波的干涉疊加造成漫射聲

4、能）傳播路徑復(fù)雜（較大缺陷，并非直線(xiàn)傳播）經(jīng)砼介質(zhì)特性調(diào)制后聲波的構(gòu)成復(fù)雜（一次聲場(chǎng)與二次聲場(chǎng)的疊加，波形會(huì)產(chǎn)生畸變）傳播過(guò)程復(fù)雜，砼內(nèi)部的缺陷、粗骨料與水泥砂漿構(gòu)成的聲學(xué)界面的數(shù)量和空間分布也是隨機(jī)的、多樣的，很難找到合適的力學(xué)模型去模擬，目前，只能停留在定性的分析水平之上。但是了解聲波在砼中傳播的特點(diǎn)，是利用聲波進(jìn)行砼質(zhì)量檢測(cè)的基礎(chǔ)。五、砼聲波透射法檢測(cè)中使用的聲波每次發(fā)射的持續(xù)時(shí)間短、重復(fù)間斷發(fā)射復(fù)頻特性脈沖聲波的特點(diǎn)：頻散（不同頻率的波在介質(zhì)中傳播時(shí)，具有不同的傳播速度，一般高頻快、低頻慢，這種現(xiàn)象。頻散必然導(dǎo)致聲脈沖在介質(zhì)中傳播時(shí)，與傳播距離俱增的畸變）頻漂（由于各種頻率成份的衰減量

5、不同，頻率高的成分比頻率低的成分誤減大，脈沖頻譜將發(fā)生變化，主頻將向低頻端漂移，造成波形畸變）脈沖聲波在介質(zhì)中的傳播特征聲脈沖主頻的漂移程度，也是介質(zhì)對(duì)聲波衰減作用的一個(gè)表征六、聲波信號(hào)的頻域分析頻散頻漂主頻的變化主頻的漂移程度或者主頻變化程度介質(zhì)對(duì)聲脈沖的衰減介質(zhì)的粘塑性與內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀況頻域分析頻譜分析的對(duì)象對(duì)時(shí)域波形的截取長(zhǎng)度采樣要求聲波檢測(cè)信號(hào)在頻域分析中的特點(diǎn)第二部分儀器設(shè)備一、聲波儀的功能與發(fā)展概況向待測(cè)的結(jié)構(gòu)混凝土中發(fā)射聲波脈沖，使其穿過(guò)混凝土，然后接收穿過(guò)混凝土的脈沖信號(hào)。記錄下聲脈沖穿過(guò)混凝土所需的時(shí)間、接收信號(hào)的波形、振幅等。20世紀(jì)50年代：電子管聲波儀（USA 的UCT，第一代） 20世紀(jì)60年代至70年代：晶體管集成電路聲波儀（英國(guó)的PUNDIT，第二代）80年代：數(shù)字式聲波儀（CTS-35第三代）90年代：智能型數(shù)字式聲波儀（第四代，U-Sonic）超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程（CS21:2000）CS97系統(tǒng)換能器二、聲波換能器發(fā)射換能器實(shí)現(xiàn)電能到聲能的轉(zhuǎn)換接收換能器實(shí)現(xiàn)聲能到電能的轉(zhuǎn)換功能：電磁法靜電法磁致伸縮法壓電伸縮法工作原理