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沥青路面及混凝土路面MIRA超声波断层扫描仪无损检测应用 | 安仕通科技

来源: | 作者:ymssn | 发布时间:2023-10-12 | 397 次浏览 | 分享到:
A1040 MIRA混凝土三维超声波成像仪可用于混凝土路面及沥青路面以下应用:测量表面层的厚度;检测钢筋位置;评估结构内部完整性及检测缺陷,例如分层、蜂窝和空隙;沥青混合料冷而坚硬时,A1040 MIRA混凝土三维超声波成像仪可以检测:测量表层的厚度;检测分层和脱粘;

关于混凝土路面及沥青路面,A1040 MIRA混凝土三维超声波成像仪可用于以下应用:

测量表面层的厚度;

检测钢筋位置;

评估结构内部完整性及检测缺陷,例如分层、蜂窝和空隙;

当沥青混合料冷而坚硬时,A1040 MIRA混凝土三维超声波成像仪可以检测:

测量表层的厚度;

检测分层和脱粘;

描述

A1040 MIRA混凝土三维超声波成像仪使用低频水平横波来表征材料的特性或检测材料的缺陷。干点接触式换能器产生的超声波穿过材料,并在表面上的不同位置被接收。有关被测材料的信息可以通过传播信号并分析接收器获取的信号来获取。图 1 显示了用于对混凝土结构进行成像的先进的超声波成像设备。它利用 4 x 12 传感器阵列在不到 3 秒的时间内完成测量,该测量结果可产生二维(2D)深度剖面(B扫描)。传感器为深达2米的诊断提供所需的冲击和波前穿透一致性。在评估异质材料(如硅酸盐水泥混凝土或沥青)时,每次扫描中的多个传感器对允许必要的数据冗余。信号被具有不同声阻抗的材料界面反射,从而能够检测混凝土板厚度、钢筋位置和路面过程中的异常情况。

A1040 MIRA混凝土三维超声波成像仪

图 1  A1040 MIRA混凝土三维超声波成像仪

物理原理

超声波横波在被测材料中传播,并反射不同声阻抗物体的界面。如图2所示,传感器探头产生超声横波,而接收探头检测并记录反射波。材料中的波速由换能器在固定距离处校准。反射器的深度(例如,内部缺陷,如开裂、空隙、分层或水平开裂)是使用所研究材料中的波传播速度通过脉冲的双向传播时间来测量的。

混凝土三维超声波成像仪物理原理

该图显示了超声波脉冲回波法的物理原理,两个探头,一个发射探头一个接收探头放置在甲板的上表面。来自换能器探头的下降箭头被嵌入的物体向上反射到接收探头。嵌入对象的深度标记为“d”

混凝土超声波断层扫描仪成像原理

该图描述了超声断层扫描中横波的传输和接收。示意图显示了放置在混凝土甲板上表面的的换能器阵列,许多射线路径从发射换能器向下延伸到甲板,并向上反射到接收换能器。

数据采集

为了使用A1040 MIRA混凝土三维超声波成像仪进行详细检查,用户在测试表面上布置了一系列平行扫描线。如果要检查材料的整个内部,扫描线之间的距离不应超过250毫米。布置另一系列垂直于扫描线的线,以创建带有扫描线的网格。如果要检查测试材料的整个内部,这些线之间的距离不应超过100毫米。天线的方向垂直于扫描线的方向,数据记录在每条扫描线的每个网格点。沿着**条扫描线获取数据后,操作员移动到下一条扫描线的开头。输入到系统中的测试布局在图像重建期间用于确定材料中反射界面的位置。图4显示了使用超声断层成像仪收集数据。

阵列式超声波成像仪数据采集

数据处理

在测试位置获取所有数据后,使用SAFT重建测试位置处混凝土构件内部的2D图像,该图像表示传感器下方区域中反射界面的位置。测试完成后,在每个测试位置获得并存储在A1040 MIRA混凝土超声断层成像仪中的2D图像的数据可以传输到包含三维(3D)可视化软件的笔记本电脑。该软件集成了2D图像以创建测试材料的3D模型。

阵列式超声波成像仪数据处理

数据解释

3D 模型以及不同的平面截面(B 扫描、C 扫描和 D 扫描)可用于解释数据。颜色模板用于根据超声波的波幅反射强度描述特征。在大多数情况下,低反射率使用冷色(蓝色和绿色)描述,而高反射率使用热色(红色和黄色)描述。在大多数情况下,高反射率表明存在物体和不连续性,例如钢筋、裂缝、分层和空隙。

 A1040 MIRA混凝土三维超声波成像仪数据解释

以下是解释常见缺陷和特征的数据的准则:

单元厚度 —— 测量单元厚度基于对从层底面反射的超声波脉冲的传播时间的评估。为了从底表面获得清晰的反射,元件材料和底面以下材料的声阻抗需要强烈对比。

钢筋、导管、肌腱等——电缆状物体被识别为局部高强度反射,与厚度检测类似,混凝土和物体的声阻抗必须有对比。检测对象的*有效方法是垂直于其布局方向进行扫描。单次扫描会将线性物体识别为圆形或椭圆形高振幅区域。线性物体的位置和方向是通过对物体的多次平行扫描来定义的。通常无法识别材料类型。检查反射的相位可以提供有关反射器的声阻抗是否高于或低于周围材料的一些见解。钢筋*常通过检测到的对象之间的规则间距来识别。

分层 —— 与单元厚度检测类似,分层被识别为比实际厚度浅的高振幅线性反射。由于分层通常是弯曲和倾斜的表面,因此它可能显示为具有可变深度的线性物体,

充满空气和水的空隙 ——空隙显示为有限大小的高振幅反射。由于充满空气和水的空隙的声阻抗都低于混凝土,因此几乎不可能确定空隙是否充满水。

优势

可靠、可重复且一致的结果。

实时数据收集和处理。

详细的 2D 和 3D 图像。

多种应用(确定层厚和钢筋位置以及缺陷检测)。

局限性

数据收集速度慢。

很难在两层钢筋下检测到额外的钢筋。

正确评估测量需要相当多的工程判断。

接触不良时可能产生误解。

仅适用于寒冷和坚硬的沥青路面。

 


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