[發明專利]基于合成孔徑及信息熵的波紋管壓漿質量檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 201310542563.9
• 申請日: 2013-11-05
• 公開（公告）號: CN103604868A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 韓慶邦;成錦;王茜;趙勝永;朱昌平;殷澄;李建;湯一彬
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/07;G01N29/12;G01N29/44
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明公開了一種用于對混凝土結構預應力的基于合成孔徑及信息熵的波紋管壓漿質量超聲無損檢測裝置及方法，屬于超聲檢測及分析技術領域。

背景技術

近幾年，中國的橋梁坍塌事故頻頻發生，提高橋梁等混凝土結構質量檢測技術，對可能存在安全隱患的建筑項目進行安全評估是一項勢在必行的工作，其中關于橋梁梁板中預應力孔道波紋管壓漿質量的檢測是重點之一，壓漿是否密實將直接影響預應力構件的整體強度和耐久性。

傳統的壓漿質量的檢測，主要靠監理現場觀察注漿過程中漿液的出漿情況，以此來判別該孔壓漿質量是否符合要求，具有很大的主觀隨意性，況且漿液在孔內的流動情況受施工操作、壓漿壓力等因素控制，監理人員難以判別漿液在孔內的飽滿和固結情況。作為抽樣檢測，可采用鉆心檢測法，通過鉆孔取樣，查看內部的缺陷，該方法簡單實用，但具有破壞性，對于已澆筑好的構建不太適合；采用彈性波方法加以解決，通過彈性波的傳播途徑，對彈性波的振幅，頻率，波幅等參數的認識來識別有無缺陷，但彈性波形的多解性讓人難以判斷，效果并不明顯。加之灌漿混凝土材料是一種由水泥漿、孔隙、預應力鋼筋和波紋管等組成多相復合體系的異質結構材料，各相隨機地交織在一起，形成極為復雜的內部結構，又是多相的凝聚體和具有彈、粘、塑性的非均質材料，對其進行快速無破損檢測也就比較復雜。如今，無損檢測技術愈發成熟，常見的無損檢測技術有：

（1）射線照相檢驗法：射線能穿透肉眼無法穿透的物質使膠片感光，當X射線或r射線照射膠片時，與普通光線一樣，能使膠片乳劑層中的鹵化銀產生潛影，由于不同密度的物質對射線的吸收系數不同，照射到膠片各處的射線能量也就會產生差異，便可根據暗室處理后的底片各處黑度差來判別缺陷。但是總體成本相對較高，而且射線對人體有害，檢驗速度會較慢；

（2）磁粉檢測：鐵磁性材料和工件被磁化后，由于不連續性的存在，使工件表面和近表面的磁力線發生局部畸變而產生漏磁場，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合適光照下目視可見的磁痕，從而顯示出不連續性的位置、形狀和大小。但是，工件的形狀和尺寸有時對檢測有影響，因其難以磁化而無法檢測；

（3）液體滲透法：零件表面被施涂含有熒光染料或著色染料的滲透劑后，在毛細管作用下，經過一段時間，滲透液可以滲透進表面開口缺陷中；經去除零件表面多余的滲透液后，再在零件表面施涂顯像劑，同樣，在毛細管的作用下，顯像劑將吸引缺陷中保留的滲透液，滲透液回滲到顯像劑中，在一定的光源下，缺陷處的滲透液痕跡被現實，從而探測出缺陷的形貌及分布狀態。但是，滲透檢測只能檢出表面開口缺陷，但對埋藏缺陷或閉合型表面缺陷無法檢出，而且檢測工序多，速度慢材料較貴成本較高，并且有些材料易燃有毒；

（4）超聲法：利用換能器將高頻電脈沖轉換為高頻超聲波，超聲波通過耦合劑傳入工件，超聲波在傳播過程中遇到異質界面時會發生反射、折射和波形轉換，反射回來的聲波再通過耦合劑被探頭接收、放大后在熒光屏上顯示，根據反射回波位置判斷是否根據回波高度判斷缺陷反射面的當量大小。但是，無法得到缺陷直觀圖像，定性困難，定量精度不高，而且，在檢測與聲束平行的裂紋類面狀缺陷檢測出率很低，容易漏檢。

我們知道，混凝土結構是一種非均質、多孔、組成結構復雜、分散性極大的各向異性復合材料，并且混凝土結構(如大壩、橋梁)體積龐大、結構復雜，因此，傳統機械行業的無損檢測手段就顯得無能為力了，聲波在混凝土中傳播時，如遇有結塊空腔等內部缺陷，就會被這些結構散射，產生帶有物體內部結構的聲學特性信息的回波信號，采集并處理這些回波信號，可以得到混凝土的內部結構信息。但是，混凝土本身的特性，使得高頻波段在其中的衰減較大，而且，波在混凝土中傳播的指向性也較差，同時，在日常檢測中會伴有隨機噪聲的影響，故而目前的檢測裝置及方法檢測的準確度及精度，還都無法達到工程要求，實測中經常出現漏判、誤判。

發明內容

本發明的目的克服現有技術中的不足，提供的基于合成孔徑及信息熵的波紋管壓漿質量檢測裝置及方法為精確、實用、經濟的無損檢測，能更好地提取出混凝土結構內部的缺陷等信息，更有效地對橋梁或建筑等混凝土結構進行質量監測和維護，可靠性高，有利于實際的推廣及使用。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種基于合成孔徑及信息熵的波紋管壓漿質量檢測裝置，其特征在于：包括

信號激勵模塊，用于產生大功率脈沖信號源；

信號發射與接收模塊，用于發射超聲波檢測信號以及接收回波信號；