缺陷检测的原理多种多样,具体取决于被检测材料的类型和缺陷的性质。以下是几种常见的缺陷检测原理:
超声波检测:利用超声波在材料中的传播特性,通过分析超声波在遇到缺陷时产生的反射、折射、衍射和散射等现象,来判断材料内部是否存在缺陷及其性质。
射线检测:利用X射线或γ射线穿透材料的能力,通过分析射线透过材料后的图像(底片或数字图像),来识别材料内部的缺陷。
磁粉检测:利用铁磁性材料在磁场作用下产生的磁感应线,通过施加磁粉来显示材料表面和近表面的裂纹和其他缺陷。
涡流检测:利用电磁感应原理,通过检测涡流的变化来识别导电材料表面和近表面的缺陷。
渗透检测:利用液体渗透剂渗入材料表面开口缺陷的能力,通过显像剂显示缺陷的存在。
超声波检测混凝土缺陷的基本原理
超声波检测混凝土缺陷的基本原理是通过测量超声波在混凝土中的传播速度、首波幅度和接收信号频率等声学参数的相对变化,来判定混凝土的缺陷。具体来说,超声波检测混凝土缺陷的方法包括以下几个方面:
声时(传播时间):超声波在遇到尺寸比其波长小的缺陷时会产生绕射,从而使声程增大、传播时间延长。如果某区域混凝土存在空洞、不密实或裂缝等缺陷,通过该处的超声波与同条件其他部位的混凝土(正常情况下的混凝土)相比,则声时明显偏长(或声速减小)。
波幅(能量):超声波在遇到蜂窝、空洞、裂缝等缺陷时,大部分脉冲波会在缺陷界面被散射和反射,到达接收换能器的声波能量(波幅)显著减小。可根据波幅变化判断缺陷的性质和大小。
频率:超声波通过缺陷时,各种频率成分的脉冲波在缺陷界面衰减程度不同,其中频率越高的脉冲波,衰减越大。超声脉冲波在通过有缺陷的混凝土时,接收信号的主频率明显降低。可根据接收信号主频率或频率谱的变化来分析判断缺陷情况。
波形畸变:当超声波遇到复杂的缺陷时,可能会发生路径和相位变化,不同路径或不同相位的超声波叠加后,造成接收波形畸变。可根据波形畸变分析判断缺陷情况。
超声波检测混凝土缺陷的基本方法
根据构件或结构的几何形状、尺寸大小、所处环境以及所能提供的测试表面等操作条件,选用相应的测试方法。常用的方法有以下几种:
平面检测:当被测部位能提供两对或一对相互平行的测试表面时,可采用对测法检测。例如检测一般混凝土柱、梁等构件或钢管混凝土的内部密实情况及混凝土匀质性都首先采用此方法。
钻孔或预埋管检测:对于一些大体积混凝土结构或灌注桩,有的断面尺寸很大,有的四周侧面被遮挡,为了提高测试灵敏度,一般需要在结构上钻出一定间距的声测孔,并向钻孔中注满清水,将一对径向式换能器,分别置于相邻两个钻孔中,处于同一高度,以一定间距向下或向上同步移动逐点进行检测。
单面平测:适用于结构只有一个表面可供测试时,如混凝土路面、地下室剪力墙、飞机跑道、大体积混凝土等。最大检测深度为500mm。
裂缝双面斜测:当结构具有两个相互平行的可测面时,优先选择双面斜测法。根据波幅、声时和主频的突变来判定超声波是否穿过裂缝传播,可以判断裂缝是否贯通截面。
钻孔检测裂缝深度:钻孔对测法适用于大体积混凝土,预计深度在500mm以上的裂缝检测,需要在被测混凝土上钻孔。根据波幅对裂缝较为敏感的特点来确定裂缝深度。
超声波检测混凝土缺陷的基本原理是通过测量超声波在混凝土中的传播速度、首波幅度和接收信号频率等声学参数的相对变化,来判定混凝土的缺陷。不同的测试方法适用于不同的检测条件和要求。