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案难以实施。
2超声波首波相位反转法检测混凝土裂缝深度的新方法
笔者曾对数种超声波推定混凝土裂缝深度的方法进行反复的试验比较,并在裂缝检测实践中发现了因换能器平置裂缝两侧的间距不同而引起首波幅度及其振幅相位变化的规律。如图4所示,若置换能器于裂缝两侧,当换能器与裂缝间距a分别大于、等于、小于裂缝深度dc时,超声波接收波形如(a),(b),(c)所示。
首波的振幅相位先后发生了180°的反转变化,即在平移换能器时,随着a的变化,存在着一个使首波相位发生反转变化的临界点,参见图4(b),当a≈dc时回折角αβ约为90°。在该临界点左右,波形变化特别敏感,只要把换能器稍作来回移动,首波振幅相位反转瞬间而变,此时,如采用超声仪的自动档整形读数方式,当首波相位瞬间变化时,时间数码管中声时读数值呈突变状态,因为采用自动档读数时,超声仪设计时间显示取其前沿首波作为计时门控的关门信号,当首波波形由图4中(a)缩短成(b)状态时,计数门控的关门点由t点瞬间改变为t点。数码管显示时间值产生突变,这显然是丢波引起的。所以,此新方法无论采用观察示波器首波振幅反转法或采用自动档声时读数突变法,都能确定首波相位反转临界点,测量此时的a值,即为裂缝深度dc。当然,如示波器波形观察、数码管声时读数二者同时兼顾,则能减少相位反转临界点判断的人为差别,进一步统一测读精度。
ff3采用表面波/横波的传播声时测量裂缝深度
测量裂缝深度采用100kHzSH横波斜探头,其声压在水平和90°角方向有峰值。50°角方向的峰值是由斜楔造成的,而水平方向峰值则是由表面波引起的。对于这种测试,发射与
接收探头分放在裂缝两边同一平面上——发射探头至裂缝中心的距离L1为20mm,接收探
头至裂缝中心的距离L2为40mm。实验结果证明了裂缝深度与声传播时间指数相关,相关
系数为0977,两者之间的回归方程为:
t=5154×exp000897×d
2
式中:d以mm为单位,而t以秒计算。
接着,研究超声波的传播途径,图3中显示了4种可能的路径:1R到S:发射探头所激发
f的表面波,传播到裂缝尖端时发生模式转换为横波传播直到被接收;(2)R到R:表面波沿裂缝表面传播直到被接收。(3)S到S:发射探头所激发的横波沿整个裂缝传播而直到被接收。(4)S到R:发射探头所激发的横波在裂缝尖端发生模式转换产生表面波,直到被接收。S和R分别表示为横波和表面波。上述各路径的声传播时间t可以通过图3下面方程式计算得出。
R→StL1r
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