应用案例
A1040 MIRA混凝土三维超声波成像仪应用于混凝土内部缺陷测试
发布时间:2019-08-16
1、背景介绍
2018年,中国铁路设计集团有限公司向我司购买了A1040 MIRA混凝土三维超声波成像仪用于测试混凝土内部缺陷情况。
 
 
2、测试块情况
客户模型块尺寸:4800mm(长)*60mm*(宽)*80mm(高)。只知道在某个部位埋设了篮球,其它内部情况未知。
   
   
 
   
 
3、设备参数设置:
为了得到最佳的测试结果,需要按照被测物调整设备的参数。调整的主要参数主要为:模拟增益、超声波频率、声速、彩色增益。
模拟增益:首先将设备放置在被测模型块上,调节脉冲波形的幅度以达到最佳的发射能量,得到模拟增益在45dB时的发射能量最合适(对于深度80cm的混凝土块,该发射能量处于正常范围)。
超声波频率:根据80cm的试块厚度,将超声波频率调到较低的范围,此次设置为35kHz。
声速:根据80cm的试块厚度,调整波速为2450m/s时, B-扫中的底部反射对应的深度标尺为80cm。
彩色增益:调整为30dB时,整个B-扫图中的色度分布比较均匀。
 
4、测试步骤:
首先在模型块的顶面按照150mm(横向间距)*100mm(纵向间距)画网格线。然后按照网格线进行了顶面测试,一共测了4排*31列。但测试完成后发现,实际网格线间距为150mm*100mm,但在测试设置中错设成为100mm*100mm,因此决定重新测试,该次错误的测试数据文件名为0425001.G35.2450。
中午对该次错误的数据尝试进行了3D分析,发现左侧的数据比较杂乱,中间有较多的反射物,而右侧的数据比较清晰,钢筋分布比较清晰。决定下午重新测试的同时,对左侧进行加密测试。
下午重新测试顶面,按照150mm*100mm的网格线,一共测了4排*31列,测试数据文件名为0425002.G35.2452。
然后在左侧顶面进行加密测试,重新画网格线,间距为100mm*100mm,一共测了4排*25列,测试数据文件名为0425003.G35.2453。
此外,还在侧面进行了测试,网格线间距150mm*100mm,一共测了4排*16列,测试数据文件名为10425001.G35.2455。
 
5、测试结果:
1) 0425002.G35.2452测试结果(全顶面,间距150mm*100mm,共4排*31列):
左上为全截面B扫图,右上为D扫,左下为C扫,右下为3D图。其中主要在B扫图中标注了反射情况。值得注意的是,在B扫图中部标注的有一个较大区域反射的异常物a,发现其在C扫和3D图中的位置靠近后侧的边缘,而不是贯穿整个断面,怀疑可能是逐点扫描时在数据采集尚未完全稳定时移动探头,导致出现的拖影。从整体图看,右侧钢筋清晰可见,5根钢筋分布在从4000-5000mm的横向距离内,钢筋间距大约200mm。而左侧的反射物波较多,其中位于左侧靠近中部的位置尤为明显,位于从左往右2000-2100mm,深度200mm左右的位置。另外在深度800mm处的底波反射非常明显。
 

 
2) 0425002.G35.2453测试结果(左侧顶面加密,间距100mm*100mm,共4排*25列):
加密测试,仍然是在从左往右2100mm处反射明显,左侧的反射波仍然较多,但是区分不明显,其中在从左往右900-1000mm处底部反射不连续。
 

 
3) 0425002.G35.2455测试结果(左侧侧面,间距150mm*100mm,共4排*16列):
从左侧侧面进行的测试看,和顶面测试的结果比较接近,在左侧偏中部的地方有一个较强烈的反射物,在左侧偏左边的地方也有一处反射,和其它部位区分比较明显,且该两处的底部反射不连续,位置也在从左往右900-1000mm和2000-2100mm处。底部反射在600mm处,和试块的宽度完全吻合。
 

 
5.结论:
根据被测试块的尺寸、混凝土强度,兼顾整个试块测试范围选择相对合适的参数,进行逐点网格测试,数据导入电脑后进行图形拼接和3D重建,得到:
在35kHz的超声波频率设置下,800mm的底波和600mm的底波反射清晰可见,和试块实际高度和宽度完全吻合;
试块右侧比较均匀,上面一排钢筋反射明显,排列整齐,5根钢筋,间距为200mm左右;
3) 试块中部有一个较大的反射,但是从其它视图上看,该反射位于边缘区域局部,怀疑可能是测试不小心错动引起,最好是进一步测试加以证明;
4) 试块左侧反射物较多,初步判断,至少有两处反射物,其中从左往右2000-2100mm处的反射比较明显,900-1000mm处疑似有另一反射物。
 
6、问题:
1) 本次测试之前,不清楚结构内部缺陷的分布状况,为了兼顾整个测试深度范围,故所选择的参数是比较折中的。建议如果需要看局部的细节,则应调节超声波频率值(10kHz-100kHz),例如看浅层钢筋选择更高频率值,看深层缺陷则选择更低的频率值;
2) 由于第一次测试,右侧结构比较清晰,因此没有进行加密测试,以及未调整超声波频率,如果内部钢筋分布比较密集或有二层钢筋,则可以进一步测试。
 
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