非金属超声测试技术初步研究

　　引言

　　超声波是一种机械波,是机械振动在介质中的传播,超声波在传播过程中遇到由各种缺陷形成的界面时就会改变传播方向和路径,其能量就会在缺陷处被衰减,造成超声波到达接收换能器时的声时、声幅、频率的相对变化。因此,可以用超声波来判断内部混凝土缺陷的位置和大小,主要方法有首波声时法(波速)、波形识别法和首波频率法。

　　超声检测的结果是否准确,将会影响到试件合格与否的评判。因此,需要了解掌握缺陷检测结果的各个因素,一方面为了保证获得检测技术所能提供的最佳的、具有可比性和可重复性的检测结果;另一方面,也可了解检测技术本身尚不能解决的检测结果的不确定性,以对检测结果做出正确的解释与判断。超声检测仪的发射脉冲频谱,探头晶片的固有频率,探头的阻尼特性,均会对发射超声波的能量、频谱特性,以及接收的回波的特性产生影响,同时现场测试情况复杂,影响超声检测结果的因素也较多。为了了解超声仪器在不同环境下的稳定性,研究空气、混凝土模块等构件在各自不同的工况下对超声测试结果的影响。

　　1 非金属超声仪CUT201数据稳定性试验研究

　　试验目的是对超声仪的数据稳定性进行测试研究,试验内容包括两部分:

　　(1)不同耦合剂的多次测试;

　　(2)同一个混凝土块的多次测试。

　　1.1 两种耦合剂下测得的零声时对比

　　从表1数据可以看出,当黄油作耦合剂时,零声时平均值为22.5us,零声时的变化范围在0.1-0.5us,差异系数是2.07%;而当用凡士林作耦合剂时,零声时稳定性一样很好,零声时的变化范围在0.1-0.3us,差异系数是0.41%。测试研究结果是:在不同耦合剂下CUT201非金属超声仪进行超声测试时的稳定性较高。

　　1.2 对一个立方体混凝土块进行测试研究

　　此次检测所用耦合剂为黄油,从表2的测试数据结果可看出差异系数在0.16%和0.20%,说明仪器在检测混凝土块时数据稳定性较好。

　　2 实验室内三个对象的测试研究

　　本节试验分别对空气、混凝土块进行了超声测试,以研究空气、混凝土模块在各自不同的工况下对超声测试结果的影响情况,并进行结果分析。

　　2.1 空气中的测试研究

　　移动收发换能器,对试验室内和试验室外各十个不同距离空气的声时、声速、波幅和主频进行测试,分析测试距离对结果的影响。

　　(1)两种工况对超声声时、声速、波幅和主频的影响情况

　　在同一环境(相同气压、相同温度、相同湿度),在不同环境(相同气压、不同温度、不同湿度)中测试结果见表3。