中國鐵路設計集團購買的A1040 MIRA 混凝土三維超聲波成像儀應用于混凝土內部缺陷測試
1、背景介紹
2、測試塊情況
客戶模型塊尺寸:4800mm(長)*60mm*(寬)*80mm(高)。只知道在某個部位埋設了籃球,其它內部情況未知。
3、設備參數設置:
為了得到測試結果,需要按照被測物調整設備的參數。調整的主要參數主要為:模擬增益、超聲波頻率、聲速、彩色增益。
模擬增益:首先將設備放置在被測模型塊上,調節脈沖波形的幅度以達到發射能量,得到模擬增益在45dB時的發射能量合適(對于深度80cm的混凝土塊,該發射能量處于正常范圍)。
超聲波頻率:根據80cm的試塊厚度,將超聲波頻率調到較低的范圍,此次設置為35kHz。
聲速:根據80cm的試塊厚度,調整波速為2450m/s時, B-掃中的底部反射對應的深度標尺為80cm。
彩色增益:調整為30dB時,整個B-掃圖中的色度分布比較均勻。
4、測試步驟:
首先在模型塊的頂面按照150mm(橫向間距)*100mm(縱向間距)畫網格線。然后按照網格線進行了頂面測試,一共測了4排*31列。但測試完成后發現,實際網格線間距為150mm*100mm,但在測試設置中錯設成為100mm*100mm,因此決定重新測試,該次錯誤的測試數據文件名為0425001.G35.2450。
中午對該次錯誤的數據嘗試進行了3D分析,發現左側的數據比較雜亂,中間有較多的反射物,而右側的數據比較清晰,鋼筋分布比較清晰。決定下午重新測試的同時,對左側進行加密測試。
下午重新測試頂面,按照150mm*100mm的網格線,一共測了4排*31列,測試數據文件名為0425002.G35.2452。
然后在左側頂面進行加密測試,重新畫網格線,間距為100mm*100mm,一共測了4排*25列,測試數據文件名為0425003.G35.2453。
此外,還在側面進行了測試,網格線間距150mm*100mm,一共測了4排*16列,測試數據文件名為10425001.G35.2455。
5、測試結果:
1) 0425002.G35.2452測試結果(全頂面,間距150mm*100mm,共4排*31列):
左上為全截面B掃圖,右上為D掃,左下為C掃,右下為3D圖。其中主要在B掃圖中標注了反射情況。值得注意的是,在B掃圖中部標注的有一個較大區域反射的異常物a,發現其在C掃和3D圖中的位置靠近后側的邊緣,而不是貫穿整個斷面,懷疑可能是逐點掃描時在數據采集尚未完全穩定時移動探頭,導致出現的拖影。從整體圖看,右側鋼筋清晰可見,5根鋼筋分布在從4000-5000mm的橫向距離內,鋼筋間距大約200mm。而左側的反射物波較多,其中位于左側靠近中部的位置尤為明顯,位于從左往右2000-2100mm,深度200mm左右的位置。另外在深度800mm處的底波反射非常明顯。
2) 0425002.G35.2453測試結果(左側頂面加密,間距100mm*100mm,共4排*25列):
加密測試,仍然是在從左往右2100mm處反射明顯,左側的反射波仍然較多,但是區分不明顯,其中在從左往右900-1000mm處底部反射不連續。
3) 0425002.G35.2455測試結果(左側側面,間距150mm*100mm,共4排*16列):
從左側側面進行的測試看,和頂面測試的結果比較接近,在左側偏中部的地方有一個較強烈的反射物,在左側偏左邊的地方也有一處反射,和其它部位區分比較明顯,且該兩處的底部反射不連續,位置也在從左往右900-1000mm和2000-2100mm處。底部反射在600mm處,和試塊的寬度完全吻合。
5.結論:
根據被測試塊的尺寸、混凝土強度,兼顧整個試塊測試范圍選擇相對合適的參數,進行逐點網格測試,數據導入電腦后進行圖形拼接和3D重建,得到:
在35kHz的超聲波頻率設置下,800mm的底波和600mm的底波反射清晰可見,和試塊實際高度和寬度完全吻合;
試塊右側比較均勻,上面一排鋼筋反射明顯,排列整齊,5根鋼筋,間距為200mm左右;
3) 試塊中部有一個較大的反射,但是從其它視圖上看,該反射位于邊緣區域局部,懷疑可能是測試不小心錯動引起,最好是進一步測試加以證明;
4) 試塊左側反射物較多,初步判斷,至少有兩處反射物,其中從左往右2000-2100mm處的反射比較明顯,900-1000mm處疑似有另一反射物。