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我司开发的扫描检测式混凝土测厚仪成功投放市场

关注:361发表时间:2016-03-17 00:00:00

      混凝土单面测厚仪是指应用应力波(也称冲击回波)技术在单一面上进行厚度测试的一类无损检测仪器。混凝土单面测厚仪区别与常规超声波厚度检测仪的主要表现为单面测试、不需要耦合剂,但是混凝土单面测厚仪需要配置稳定的信号激发源。混凝土单面测厚仪主要应用于公路路面、隧道衬砌、挡土墙等混凝土结构厚度检测。


      混凝土单面测厚仪区别于楼板测厚仪主要在于其检测方式,其应用了冲击回波单面检测技术。“混凝土单面测厚仪”顾名思义即可实现单面检测,即在混凝土结构单一面上就能完成厚度检测,与通常所使用的楼板测厚仪、超声波测厚仪有实质性差异。正是由于单面检测这一特点,混凝土单面测厚仪被广泛应用于公路路面厚度、隧道衬砌厚度、车间地坪厚度、挡土墙厚度、防洪堤坝混凝土厚度以及机场跑道等“隐蔽性”工程质量检测,以及桥梁、高层建筑主题等高空结构的混凝土厚度检测。下图为混凝土厚度检测现场示例图。


影响冲击回波法测厚的测试误差因素有多个方面,总结有三个主要因素。
(1) 信号激发源

      冲击回波法要求机械冲击产生应力波,从而迫使被测试构件共振,其共振信号由传感器接收。很显然,不同厚度混凝土的共振所需的激发能量有不同。公司研发团队通过模拟敲击过程发现,激发能量的大小由敲击球跟测试面接触时间控制,而接触时间可由冲击球的直径、发射脉宽来控制。下图为模拟直径20mm钢球敲击体积为60×30×100 cm的混凝土时应力波传播情况。


      依据上述研究,混凝土单面测厚仪的信号激发源要求激发可控,并且可以实现连续性调节才能满足测试要求。目前常见混凝土单面测厚仪信号激发源采用手动的手锤敲击,也正是导致其测试误差极大的关键原因。公司研发团队通过大量理论计算、模拟以及现场实验,开发了一类以电磁高效转换可控的自动信号激发器,并将信号激发器与传感器集成化,构成一个独立的可实现扫描式检测的检测小车。下图为独立式信号激发器和扫描检测小车。


(2) 测试面粗糙度

      冲击回波法测试采集信号实际为共振振动信号,因此信号接收传感器许采用加速度传感。与常见超声传感器耦合不同,加速度传感器不需要耦合剂,这也是冲击回波法应用于厚度测试的一个优势。但是,加速度传感器要求与接触面接触良好,并且要求刚性接触,因此通常要就测试面平整。通常情况下,普通的混凝土路面即能满足粗糙度要求,测试面粗糙度越小,测试精度越高。
(3) 仪器智能识别
      仪器智能识别设计测试主机信号处理功能,其最终目的是要求准确识别共振信号主频并自动计算厚度。自动识别能力越高,测试精度越高,仪器操作性更强。下图为混凝土单面测厚仪测试界面,该仪器采用了快速傅里叶变换以及主频识别算法,可以快速、自动、准确的实现厚度测量。


      结合上述研究,公司顺利开发了一款扫描式检测混凝土测厚仪,该混凝土测厚仪所使用的扫描检测小车即可实现扫描式检测。扫描小车集成了信号激发与信号采集,操作方便快捷,单人既可以完成厚度检测。目前该款混凝土测厚仪已申请多项专利,并已推向市场,多次用于公路路面以及护坡混凝土厚度检测,已通过现场的测试考验,获得用户一致好评。