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混凝土超聲波與雷達檢測技術的區別?
發布時間:2023-05-23   點擊次數:351次


混凝土超聲波檢測原理

超聲波通過混凝土傳播后,其聲學參數將變化,通過這些數據的變化可以探測混凝土內部缺陷、裂縫等情況。

超聲波的檢測痛點

1. 混凝土為非均勻介質,是由水泥、骨料、孔隙等組成的復雜膠凝體,存在大量會使聲波阻抗產生變化的界面,混凝土中超聲反射信號易受到干擾,超聲波在傳播過程中會產生雜亂的發射和散射。

2. 結構混凝土內部還有鋼筋、波紋管等結構和埋件,其表面也會產生反射波。這些干擾反射波會與來自缺陷的有效反射波混疊在一起,采用傳統的直接識別反射波形的方法較難區別。

3. 混凝土中超聲波傳播方向性差,超聲波束存在擴散角,而混凝土中強烈的散射使入射波束進一步發散。波束發散嚴重的情況下,根本無法在三維空間中對缺陷進行準確定位。

檢測影響因素

聲阻抗又稱為聲波阻抗或音阻,它是影響超聲波傳播的重要因素。聲波傳導的本質是“介質偏離平衡態的小擾動"的傳播,聲阻抗是讓介質位移所需克服的阻力,它是介質一種物理特性。每一種介質都有聲阻抗,代表介質對聲波傳輸的阻力,它的值為介質中聲音密度和速度的乘積。

Z = ρ * c

z表示聲阻抗,ρ表示介質密度,c表示介質聲速

image.png

不同介質的特性阻抗表

image.png

超聲波能量反射率公式,Z1,Z2為不同介質的聲阻抗

雷達技術檢測原理

雷達能夠探測物體原因是目標物與周圍區域的介電常數不同,目標物與周圍區域接觸的面形成了雷達的反射截面。反射截面對雷達波的反射能力稱之為反射率。反射率越大,則該目標物對雷達波越敏感,雷達探測的信號則越強,反之則越弱。

目標物和周圍區域的介電常數差異越大,則該目標物越容易被探測到假定周圍區域的介電常數K1,目標物體的介電常數為K2,則該物體表面的反射率計算公式為:

image.png

超聲波與雷達檢測技術的比較

超聲波成像技術對非金屬、缺陷更敏感,頻率方面采用更低的頻率,頻率越低,波長越長,因此在測深方面更加優于雷達技術。

結構雷達在混凝土結構中,存在著一定的盲區,遇到金屬幾乎全反射,因此無法穿透金屬進下方的金屬檢測,同時結構雷達頻率一般較高,頻率越高,波長越短,頻率精度越高,探測越精準。

雷達技術與超聲脈沖回聲技術在不同介質的能量反射率

由于兩種技術的側重點不同,因此在結構檢測當中可以互補,對測量數據進行辯證分析,有效為客戶準確判斷和分析內部結構提供科學有效的依據。



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