超声波法检测混凝土试验报告

哈尔滨工程大学

实验报告

实验名称：超声波法检测混凝土实验

班级：212

学号：2015020405

姓名：纪强

合作者：黄昊、张艳慧

成绩：____________________________

指导教师：梁晓羽

实验室名称：工程测试与检测技术实验室

目录

一．试验目的

二．试验仪器和设备

三．原理及试验装置

四．试验步骤

五．试验数据记录表格

六．注意事项

七．试验结果分析

八．问题讨论

一.试验目的

检测混凝土裂缝宽度，检测裂缝尺寸从而确定混凝土结构安全性。对混凝土裂缝超声检测进行实验研究，对预先设置在混凝土试件中的裂缝进行超声检测，将得到的检测数据与相应的理论值进行对比分析，讨论裂缝超声检测中存在的问题，对裂缝的检测方法提出建议。

二.试验仪器和设备

GTJ—F800 混凝土裂缝综合检测仪器，8500~11000RMB。

三.原理及试验装置

混凝土裂缝宽度检测试验原理：通过摄像头拍摄裂缝图像并放大显示在显示屏上，然后对裂缝图像进行图像处理和识别，执行特定的算法程序自动判读出裂缝宽度，仪器采用新型高精度、高灵敏度的光电转换器件进行图像采集，利用DSP 系统实现图像分析与处理，通过特征提取与优化算法自动判读裂缝宽度，同时在液晶屏上实时显示裂缝图像和裂缝宽度的测试结果。

裂缝深度检测试验原理：超声波在不同介质中传播时，将发生反射、折射、绕射和衰减等现象,表现为接收换能器上接收的超声波信号的声时、振幅、波形和频率发生相应变化,对这些变化分析处理就可以判定结构内部裂缝的深度。图中, H为试件高度;h为构造裂缝度;L1为射换能器距构造裂缝的水平距离;L2 为接收换能器距构造裂缝的水平距离。

四.试验步骤

1.制作带裂缝混凝土试件：该试件长0·6m，宽0·5m，高0·4m，混凝土强度C25，采用石子粒径30mm左右，裂缝深度90~100mm，缝宽0~10mm。

2.布置测点：缝宽测量时，可以在试件的不同面上选择不同的测点，避免重复;缝深测量时，以两个探头间距为50mm,100mm,150mm,200mm布置测点，且左右两测点与裂缝的距离相等。

3.检测混凝土裂缝宽度：

①将平板和宽度检测摄像探头都开机；

②将两设备通过WIFI连接起来；

③打开平板上的宽度检测软件，选择宽度检测，设置构件名称和测点数；

④将探头放置在被测面，保证探头轴线与被测面呈垂直关系；

⑤读取数据并存储数据。

4.检测混凝土裂缝深度：

①将缝深检测设备的主机和两个探头通过两根数据传输线连接起来，并打开设备左侧的开机键；

②将平板和缝深检测设备通过蓝牙连接起来；

③在被检测裂缝上确定缝深测试点作测点编号标记；

④打开平板上的缝深检测软件，并选择缝深检测，在后续界面上设置构件名称和测点数等参数；

⑤在探头上涂抹耦合剂（凡士林、黄油等），将换能器移动到相应位置，先进行不跨缝测量，以录取声速值；

⑥进行跨缝测量，将换能器移动到相应位置，测试缝深，读取并记录数据。

五．试验数据记录表格

缝宽检测试验数据

缝深检测试验数据

缝深检测试验数据折线图

六．注意事项

在换能器的声辐射面上必须记得涂抹一定量耦合剂，并在被测裂缝附近的无缝区手持换能器支架，施加压力，使换能器紧密贴紧混凝土表面，二者之间的空隙被耦合剂的膏体充填，排除空气，以达到良好声耦合的目的。

利用本仪器对结构混凝土裂缝深度检测时，要求被测的裂缝内无耦合介质（如水、泥浆等），以免造成超声波信号经过这些耦合介质“短路”。

换能器支架中心线要与缝对齐对好，以保证左右两个探头到缝的距离相等，从而满足公式成立的前提条件L1=L2。

七．试验结果分析

①裂缝宽度测试仪测量结果与试验标准缝宽的校准值完全一致，所以可以对使用中

的构件裂缝或不同荷载等级作用下的裂缝的发展情况进行实时监测或长期监测。

②从检测结果来看，当两个探头的距离相对较近时，试验得到的缝深值与通过公式

计算出来的缝深值之间的误差较小，因此我们在实际操作中，检测缝深时不宜将两探头

的距离布置的太大，否则会差生较大的误差。

③若没有一些外界的间接影响因素对检测的影响，超声检测法可以大致判断裂缝深

度，但精度尚待提高。

八．问题讨论

1.在缝深检测试验中，数据表中误差的绝对值为何会随着间距的增大而逐渐变大？这

两者有什么内在联系吗？

答：主要是因为随着换能器间距增大，声能的衰减效果显著增加，接收换能器收到

的信号越来越弱，在读取声时的精确度也随之下降，导致误差增大。

2.在缝宽检测试验中，缝宽校准值是什么含义？

答：校正值是为了使测量结果去掉系统误差，接近真实值而产生的数值，在本实验

中可以理解为真值。真值=测量值+校正值，由于本实验中缝宽检测使用的GTJ-F800混凝

土裂缝综合检测仪精度相对较高，可以忽略其系统误差，所以校准值取测试值。

教师签字：