U91非金属超声波检测仪测试原理

U91非金属超声波检测仪(以下简称“超声仪”，包括标准版、专业版、旗舰版)是用于对混凝土、岩石、陶瓷、塑料等非金属材料进行检测的数字化、便携式超声仪。

该超声仪采用超声脉冲技术，用于混凝土强度检测、缺陷检测(包括结构内部空洞和不密实区检测、裂缝深度宽度检测、混凝土结合面质量检测、钢管混凝土缺陷检测、表面损伤层检测等)、混凝土基桩完整性检测、材料的物理及力学性能检测等。

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换能器接收信号，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。

3．裂缝宽度检测

使用主机及显微摄像头测量裂缝宽度时，将显微摄像头放在待测构件表面裂缝的正上方，紧贴构件表面，显微摄像头将采集到的视频图像实时传输到主机，主机将其显示在显示单元上，待图像清晰后，可识别裂缝轮廓，通过自动或手动读数，可得到裂缝的宽度。

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