混凝土多功能無損測試儀該儀器可對從10cm的混凝土試樣，到長達100m的橋梁、大壩等結(jié)構進行多種測試，如混凝土材質(zhì)（彈性模量、強度）、結(jié)構尺寸、缺陷（內(nèi)部空洞、剝離、表面劣化）、裂縫的位置、深度等。同時，具備圖形處理機能（如彈性波雷達掃描EWR、計算機層析CT、平面成像QPG）和自動處理機能。
該儀器主要元器件進口，基于沖擊彈性波理論，測試精度高。
混凝土多功能無損測試儀測試原理：
裂縫深度
1、相位反轉(zhuǎn)法
利用衍射角與裂縫深度的相互關系，可簡單推算裂縫深度
受裂縫面的接觸、鋼筋以及水分的影響大，適合測試較淺的裂縫（<20cm）<>
（1） 彈性技術
沖擊彈性波技術與超聲波技術，亦可作為有效的混凝土結(jié)構物的無損檢測。
（2） 技術優(yōu)勢
· 與混凝土非金屬超聲波相比
彈性波在測試對象中傳播時衰減較小，激振能力可調(diào)并可調(diào)節(jié)激振頻率，適用面廣，測試范圍大；
可對大體積混凝土結(jié)構物進行CT掃描以檢測缺陷。
· 可對管道壓漿密實度質(zhì)量進行測試
采用方法“表面波法”，測試的裂縫深度精度高、受鋼筋、水分影響小、深度范圍可達到2米；
受鋼筋影響小并可修正。
測試精度高（采用多種頻譜分析方法和智能機制，自動搜尋優(yōu)結(jié)果）。
測試范圍廣（不僅可測試混凝土面板、還可測試深達數(shù)米的基礎埋深、擋土墻厚度等）。
可對管道壓漿密實度質(zhì)量進行測試。
缺陷可以用雷達掃描方式顯示成果。
· 增強機能
可快速、全面測試評價混凝土結(jié)構物表面的均勻性、損失等。
利用波的振動、頻響、持續(xù)時間等混凝土表面缺陷、材質(zhì)進行測試。
（1） 測試混凝土結(jié)構物無損檢測項目與方法
測試項目 | 測試方法 | |
力學特性 | 強度 | 透過法 |
重復反射 | ||
瑞利波法 | ||
彈性模量 | 透過法（與測試強度的透過法*） | |
混凝土缺陷 | 表層缺陷 | 振動法（表層剝離、脫空） |
打聲法（表層剝離、松動） | ||
打球法（表層剛性） | ||
裂縫深度 | 表面波法（能量衰減） | |
傳播時間差法 | ||
相位反轉(zhuǎn)法 | ||
內(nèi)部缺陷 | 彈性波層析掃描（CT）法 | |
彈性波雷達法 | ||
厚度及尺寸 | 沖擊回波重復反射法（薄壁） | |
信直接識別、相關頻譜分析（厚壁） | ||
（2） 高性能預應力結(jié)構物的無損檢測技術與方法
測試項目 | 測試方法 | |
高性能預應力混凝土 | 錨桿張力 | 等效質(zhì)量法 |
錨桿充填度 | 能量衰減法 | |
等效波速法 | ||
彈性模量 | 透過法（與測試強度的透過法*） | |
（3） 混凝土結(jié)構物的力學特性測試
測試混凝土結(jié)構物的力學特性 | 強度 | 透過法 |
重復反射 | ||
瑞利波法 | ||
彈性模量 | 透過法（與測試內(nèi)部強度的透過法方法*） |
（4） 測試混凝土結(jié)構物力學特性測試方法的比較
測試方法 | 透過法 | 重復反射法 | 瑞利波法 |
測試面 | 兩個 | 一個 | 一個 |
傳感器 | 2個 | 1個 | 2個 |
結(jié)構物厚度 | 需要明確傳感器之間距離 | 需要明確測結(jié)構物厚度 | 不需要量測結(jié)構物厚度 |
測試的范圍 | 大的測試范圍可達60m | ||
其它 | 傳感器之間距離要求大于0.15m | 測試對象的形狀要求比較簡單 | 不適宜一般的薄板、梁等結(jié)構 |
適用對象 | 箱梁、柱等 | 隧洞襯砌、大壩面板等 | 隧洞襯砌、大壩面板等 |
· 透過法
通過兩個傳感器進行測量：一個傳感器用于記錄發(fā)振，一個傳感器用于接收信。因此通過量測兩個傳感器之間的距離并結(jié)合信在兩個傳感器之間的傳播時間，即可計算彈性波（主要是P波）在測試對象內(nèi)的傳播速度，進而根據(jù)P波的測強曲線換算出測試對象的內(nèi)部強度。
透過法（對測）測試混凝土強度
透過法（斜測）測試混凝土強度
測試波形圖
重復反射法
重復反射法使用一個傳感器進行測量，其測試原理在于：對于結(jié)構厚度不是特別大的測試對象，信號會在測試對象的不同介質(zhì)分界上發(fā)生反射，從而使傳感器接收到多次反射信號。通過頻譜分析算法（FFT、MEM）分析測試信在結(jié)構物的分界面上反射信的反射頻率，并結(jié)合測試對象的壁厚，即可計算彈性波在測試對象內(nèi)的P波的傳播速度，進而換算出測試對象的內(nèi)部強度。
重復反射法測試混凝土強度
測試波形圖
頻譜分析
· 瑞利波法
瑞利波也即表面波，利用表面波法單面測試。通過測試激振信達到2個傳感器的時間差來推算R波波速。
瑞利波（R波）法測試混凝土強度
測試要點：
1） 由于瑞利波的特點，要求激振點到觸發(fā)傳感器之間的距離大于2倍激振波長，目的是讓瑞利波充分的產(chǎn)生，
2） 瑞利波測試混凝土強度的有效深度一般為激振波長的0.5倍，
3） 激勵波長不能大于測試對象的壁厚（若波長大于壁厚會使相位波速降低
測試結(jié)果圖
測試結(jié)果一覽
（5） 混凝土結(jié)構物缺陷測試
混凝土缺陷 | 表層缺陷 | 振動法（表層剝離、脫空） |
打聲法（表層剝離、松動） | ||
打球法（表層剛性） | ||
裂縫深度 | 表面波法（能量衰減） | |
傳播時間差法 | ||
相位反轉(zhuǎn)法 | ||
內(nèi)部缺陷 | 彈性波層析掃描（CT）法 | |
彈性波雷達法 |
表格 1配置清單
序 | 產(chǎn)品名稱 | 規(guī)格型 | 數(shù)量 |
一、儀器主體 | |||
1 | 儀器主機 | 456mm×372mm×185mm | 1臺 |
2 | 前置放大器 | 372mm×266.5mm×134.5mm | 2套 |
3 | 筆記本電腦 | 1臺 | |
二、工具 | |||
1 | 傳感器 | ||
1.1 | 加速度傳感器 | LC0408T | 1只 |
1.2 | 加速度傳感器 | S31SC | 2只 |
1.4 | 示波器 | DSO-5200A | 1個 |
2 | 電纜 | ||
2.1 | 電荷電纜 | 3m | 2根 |
2.2 | 電壓電纜 | 30m | 2根 |
3 | 激振系統(tǒng) | ||
3.1 | 各種型 | 1套 | |
4 | 工具 | 1套 | |
三、軟件系統(tǒng) | |||
1 | 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) | Cpc_PccSts、Sce_PccSts | 1套 |
2 | 數(shù)據(jù)分析系統(tǒng) | Cra_sants、Con_sants、Tra_sants | 1套 |
四、附件：安裝光盤、使用說明書、保修卡、產(chǎn)品合格證 | |||
表格 2 主要技術指標
環(huán)境溫度 | -10℃~50℃ | |
相對濕度 | 30%RH~85%RH | |
通道數(shù) | 2 | |
雙模采集 | 大采集頻率 | 100MHz |
高分辨率 | 16Bit | |
大采集點數(shù) | 20,000個 | |
噪聲處理 | 平滑、LPF、BPF、HPF、積分、相關、積算、信抽出、合成增幅等 | |
頻譜分析 | FFT/MEM/相關分析 | |
圖像處理 | 雷達、CT、等值線 | |
穿透測試對象厚度 | 可達60米 | |
測試裂縫深度 | 可達2米 | |
測試精度 | 表面缺陷 | 采用打球法測試精度：統(tǒng)計意義上講，測試誤差小于10%；測試深度為表層下5cm；采用振動法和打聲法可檢知出3cm×3cm左右面積的剝離（對于檢測深度范圍內(nèi)的連通性剝離，檢出概率大于95%），測試深度為表層下10cm |
內(nèi)部缺陷 | 采用雷達法，在厚度測試范圍內(nèi)，寬度50mm以上及寬深比大于0.5的缺陷，檢出概率大于85%；采用CT法測試精度（統(tǒng)計概率）大于95% | |
裂縫深度 | 實際裂縫深度的2％~20％以內(nèi) | |
結(jié)構物的厚度 | 精度為±5%以內(nèi) | |
測試的波速（強度） | ±3%以內(nèi) | |
