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混凝土超声波与雷达检测技术的区别?
更新时间:2023-05-23   点击次数:504次


混凝土超声波检测原理

超声波通过混凝土传播后,其声学参数将变化,通过这些数据的变化可以探测混凝土内部缺陷、裂缝等情况。

超声波的检测痛点

1. 混凝土为非均匀介质,是由水泥、骨料、孔隙等组成的复杂胶凝体,存在大量会使声波阻抗产生变化的界面,混凝土中超声反射信号易受到干扰,超声波在传播过程中会产生杂乱的发射和散射。

2. 结构混凝土内部还有钢筋、波纹管等结构和埋件,其表面也会产生反射波。这些干扰反射波会与来自缺陷的有效反射波混叠在一起,采用传统的直接识别反射波形的方法较难区别。

3. 混凝土中超声波传播方向性差,超声波束存在扩散角,而混凝土中强烈的散射使入射波束进一步发散。波束发散严重的情况下,根本无法在三维空间中对缺陷进行准确定位。

检测影响因素

声阻抗又称为声波阻抗或音阻,它是影响超声波传播的重要因素。声波传导的本质是“介质偏离平衡态的小扰动"的传播,声阻抗是让介质位移所需克服的阻力,它是介质一种物理特性。每一种介质都有声阻抗,代表介质对声波传输的阻力,它的值为介质中声音密度和速度的乘积。

Z = ρ * c

z表示声阻抗,ρ表示介质密度,c表示介质声速

image.png

不同介质的特性阻抗表

image.png

超声波能量反射率公式,Z1,Z2为不同介质的声阻抗

雷达技术检测原理

雷达能够探测物体原因是目标物与周围区域的介电常数不同,目标物与周围区域接触的面形成了雷达的反射截面。反射截面对雷达波的反射能力称之为反射率。反射率越大,则该目标物对雷达波越敏感,雷达探测的信号则越强,反之则越弱。

目标物和周围区域的介电常数差异越大,则该目标物越容易被探测到假定周围区域的介电常数K1,目标物体的介电常数为K2,则该物体表面的反射率计算公式为:

image.png

超声波与雷达检测技术的比较

超声波成像技术对非金属、缺陷更敏感,频率方面采用更低的频率,频率越低,波长越长,因此在测深方面更加优于雷达技术。

结构雷达在混凝土结构中,存在着一定的盲区,遇到金属几乎全反射,因此无法穿透金属进下方的金属检测,同时结构雷达频率一般较高,频率越高,波长越短,频率精度越高,探测越精准。

雷达技术与超声脉冲回声技术在不同介质的能量反射率

由于两种技术的侧重点不同,因此在结构检测当中可以互补,对测量数据进行辩证分析,有效为客户准确判断和分析内部结构提供科学有效的依据。



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