[發明專利]具有單一可測面混凝土結構的無損檢測方法

有效

• 申請號: 201410076674.X
• 申請日: 2014-02-27
• 公開（公告）號: CN103868992A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 喬瑞社;江恩慧;劉忠;趙壽剛;何鮮峰;宋力;李軍華;常芳芳;李娜;高玉琴;郝伯瑾;魯立三;余元寶;校永志;趙險峰
• 申請（專利權）人: 黃河水利委員會黃河水利科學研究院
• 主分類號: G01N29/07
• 分類號: G01N29/07;G01B17/02;G01B17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種混凝土結構無損檢測技術，尤其涉及一種對只有單一可測面混凝土結構進行無損檢測的方法，IPC國際專利分類號為E02D33/00，E02B1/00。

背景技術：

實際工程中，如隧道的襯砌面，水閘及渠道等建筑物的邊墩、閘底板、頂板、襯砌等混凝土結構，只有單一可測面，因而不具備超聲法的檢測條件，目前最常用的就是采用沖擊回波法進行無損檢測。沖擊回波法(Impact?Echo?Method)，又稱IE法，是在結構表面施以微小沖擊產生應力波，當應力波在結構中傳播遇到缺陷與底面時，將產生往復反射并引起結構表面微小的位移相響應，根據這種響應并進行頻譜分析，可以計算出結構厚度，或判斷有無缺陷及其深度。這種測試方法系單面發射測試，測試方便、快速、直觀，可用于各種土木工程的混凝土和瀝青混凝土結構的現場探測內部缺陷和測量厚度。

目前采用沖擊回波法對具有單一可測面混凝土結構進行無損檢測時，都是采用鋼制小錘(有的叫手錘)人工敲擊結構表面，激發產生應力波。例如，在我國使用最早、最普遍的沖擊回波檢測儀器——丹麥Docter沖擊回波系統，配有由三種直徑的沖擊球作為錘頭的鋼制小錘，但是，在實際檢測中，這種檢測方法常帶來如下問題：

(1)在檢測過程中需人工操作鋼制小錘敲擊被檢測面，多次敲擊后易導致操作人員疲勞；

(2)鋼制小錘的手柄在多次敲擊后易發生彎曲甚至折斷；

(3)在檢測過程中鋼制小錘經常由于操作失誤撞擊到接收裝置，造成無效信號。

(4)由于人工操作鋼制小錘，很難保證每次的敲擊的力度和每次敲擊點與接收器的距離相同。

發明內容：

為了解決目前的檢測方法帶來的上述問題，申請人通過大量的試驗和實際過程測試，發明了一種新的檢測方法。本發明的技術方案是以下述方式實現的：

具有單一可測面混凝土結構的無損檢測方法，包括下述步驟：

(1)采用專用的能量觸發裝置代替Docter沖擊回波系統的鋼制小錘，該專用的能量觸發裝置由沖擊球、槍管、加速裝置、觸發裝置和槍殼組成；所述沖擊球包括直徑分別為2mm、3mm和5mm的三種鋼球；所述槍管采用外徑為10mm，內徑為6mm的鋼管制成，在所述槍管的上部設有直徑為6mm的進球孔；所述加速裝置包括加速板、發射彈簧和槍栓，所述發射彈簧的壓縮量為40毫米，剛度系數k＝2.5n/mm，所述加速板固定在所述發射彈簧的前端，所述加速板的直徑和厚度分別為5mm和2mm，在加速板中心位置嵌入直徑為3mm的永久磁鐵；所述槍殼固定在所述槍管后端下部，所述觸發裝置包括扳機、撞針和復位彈簧；在所述槍管的下部設有出球孔，所述出球孔中心與所述槍管出口的距離為5mm；

(2)將Docter沖擊回波系統的接收器探頭布設在混凝土構件表面，將所述專用的能量觸發裝置的所述槍栓拉至預定位置，將所述沖擊球通過進球孔放入所述槍管內，將所述槍管出口垂直緊貼所述接收器探頭附近的混凝土構件表面，扣動扳機彈出沖擊球；

(3)所述沖擊球撞擊混凝土表面，激發一彈性波，產生一反射波傳回混凝土表面，并被附近的所述接收器探頭接收，并傳輸到數據采集儀，存儲在計算機中，并通過濾波、快速傅立葉變換，將時間域信號轉換為頻率域信號；根據峰值頻率，利用公式(1)確定結構混凝土的厚度或缺陷深度：

H=bVP2f---(1)]]>

式中：H——板厚或缺陷深度(mm)；V_P——p波(縱波)速度(m/s)；f——頻率(kHz)；b——幾何結構形狀系數：對于板狀結構物，b取值為0.96；對于圓柱狀結構物，b取值為0.92；對于方形梁，b取值為0.87。

本發明的檢測方法，具有以下優點：

(1)采用一種能夠無需人工彈性敲擊的沖擊回波能量觸發裝置，代替人工敲擊，克服了現有Docter沖擊回波系統在檢測結構物內部缺陷中存在的不足，既滿足Docter沖擊回波系統檢測結構物內部缺陷的精度要求，又能提高其檢測效率。