U5600/U5700多通道超声测桩仪测试原理

U5600/U5700多通道超声测桩仪是一种便携式、使用超声透射法对混凝土基桩完整性进行检测的专用仪器；该仪器采用多通道自发自收电路，能够同时对多个剖面进行检测，将三或四只换能器放到声测管中，一次提升即完成三或六个剖面的全组合测试，大幅提高检测效率，大大减轻现场检测人员的工作强度。

一、测试原理

1．声波透射法测桩

超声波透射法检测桩身结构完整性的基本原理是：由超声脉冲发射源激发高频弹性脉冲波，并用高精度的接收系统记录该脉冲波在砼内传播过程中表现的波动特征；当砼内存在不连续或破损界面时，缺陷面形成波阻抗界面，波到达该界面时，产生波的透射和反射，使接收到的透射能量明显降低；当砼内存在松散、蜂窝、孔洞等严重缺陷时，将产生波的散射和绕射；根据波的初至到达时间和波的能量衰减特征、频率变化及波形畸变程度等特性，可以获得测区范围内砼的密实度参数。测试记录不同剖面、不同高度上的超声波动特征，经过处理分析就能判别测区内砼的内部存在缺陷的性质、大小及空间位置。

在基桩施工前，根据桩直径的大小预埋一定数量的声测管，作为换能器的通道。测试时每两根声测管为一组，通过水的耦合，超声脉冲信号从一根声测管中的换能器发射出去，在另一根声测管中的声测管接收信号，仪器记录声时、幅度等声参量，从而可以判断出该位置两个声测管间混凝土是否正常。收发换能器由桩底同时往上移动并逐点依次检测可了解整个剖面的混凝土完整性。测试所有剖面即可获知各个剖面乃至整个桩的完整性状况。

2．超声回弹综合法测强

综合法采用两种或两种以上的测试方法检测混凝土的多个物理量，并将其与混凝土强度建立关系。“超声波脉冲速度—回弹值”综合法在国内外研究较多、应用广泛的一种方法。超声-回弹综合法采用低频超声波检测仪和标准动能为2.207J的回弹仪，在结构或构件混凝土同一测区分别测量声时及回弹值，利用已建立的测强公式，推算测区混凝土强度值的一种方法。

混凝土波速、混凝土回弹值与强度之间有较好的相关性，强度越高，波速越快，回弹值越高，当率定出关系曲线后，在同一测区分别测声时和回弹值，然后用已建立的测强曲线推算测区强度。

3．超声法不密实区和空洞检测

由于超声波传播速度的快慢与混凝土的密实程度有直接关系，声速高则混凝土密实，相反则混凝土不密实。超声法检测混凝土缺陷是利用脉冲波在技术条件相同的混凝土中传播的时间(或速度)、接收波的振幅和频率等声学参数的相对变化，来判断混凝土的缺陷。当有空洞或裂缝存在时，便破坏了混凝土的整体性，声波只能绕过空洞或裂缝传播到接收换能器，因此传播的路程增长，测得的声时偏长，其相应的声速降低。超声波在缺陷界面产生反射、散射，能量衰减，导致波幅降低；声波中各种频率在遇到缺陷时衰减程度不同，高频衰减大，使主频下降(频移)。此外，声波在缺陷处发生波形转换及迭加，使波形发生畸变。

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