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二、混凝土中超声波传播的特点
首先,在混凝土中传播声能衰减大。混凝土中的水泥石、砂、碎石或卵石等组成物具有不同的声阻抗,这使得超声波在混凝土中的传播能量衰减比在相同声径的金属材料中的传播能量衰减大得多。
其次,在混凝土中超声波传播方向性较差,其原因是超声波束的扩散角与频率成反比且由于混凝土中的颗粒的几何尺寸大小不一,同时由于在骨料与水泥石的界面,以及其它声阻抗发生变化的界面上超声波被反射,这种反射往往是杂乱的,因而使入射波束向周围散射,降低了方向性。
三、超声法检测混凝土缺陷技术在实际应用中存在的主要问题
1、超声脉冲速度测量受到与混凝土性能无关的某些因素的影响,造成声速测量准确度的降低。
这是因为在测量声速时,只有当换能器的表面与混凝土表面之间保持良好的声耦合,才能保证传播时间测量的准确度。例如,对于钢模和光滑木模声浇制的混凝土面,若没有尘土和突出的小粒,用稀的润滑油、肥皂液等涂覆接触面,就可以获得良好的声耦合。对于中等粗糙度的表面,应当采用较稠的润滑油;而对于很粗糙的表面则需要用砂轮磨平,适当地以熟石灰、水泥沙浆或环氧树脂填补光滑。实验结果表明,当超声波传感器置于混凝土表面时,仪器显示的传播时间值恒定在±1%之内,表明声耦合达到良好的程度。
2、测试件的测距和横向尺寸影响。
为了避免混凝土非匀质体的影响,要求超声波传播的路径长些。例如,当使用最大粒径为20mm的骨料,传播路径长度应不小于100mm,若使用最大粒径为40mm的骨料,传播路径长度应不小于150mm。但问题是在保证这种基准长度的条件下,传播速度也可能随测距增大有所降低,一方面是脉冲的频谱组成有所改变,高频组成部分将消失,另一方面能量将不断减小,两个因素引起了接收信号第一个半波曲线变为圆弧形,影响测量接收波起始点的准确性,使测量的声时偏长。
测试件的横向尺寸影响也不可忽视,随着测试件横向尺寸减小,纵波速度(它是指在无限介质中测得的)可能向杆、板的声速或表面波速度转变,使声速比无限介质中的纵波声速为小。
对不同测距、断面尺寸应选择合理的传感器固有频率。表1为英国学者R.琼斯博士对不同测距、最小断面尺寸和传感器固有频率的选择的研究结果。 该帖子于2008-5-7 10:07:43被 在那里 编辑过
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