[發明專利]一種超聲波探測傳感器耦合作業方法

有效

• 申請號: 201711162852.0
• 申請日: 2017-11-21
• 公開（公告）號: CN108169338B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 朱德兵;余志武;宋力;章游斌;嚴武平
• 申請（專利權）人: 中南大學;高速鐵路建造技術國家工程實驗室
• 主分類號: G01N29/28
• 分類號: G01N29/28
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 顏勇

本發明公開了一種超聲波探測傳感器耦合作業方法，包括如下步驟：清潔需要探測的混凝土介質的耦合面，在清潔后的耦合面上均勻涂抹油脂，隨后擦除耦合面上的堆積油脂并保留已粘附在耦合面的一層油膜；向表面形成有油膜層的耦合面噴灑水霧產生均勻小水滴或水膜，形成可長時間保持在混凝土介質表面的超聲波傳感器耦合劑；將一組多個超聲波傳感器按線性或面陣列方式放置在耦合面上，可即放即耦合，按設計好的超聲波探測方法順序完成超聲波探測的信號采集。本發明巧妙地在混凝土構件表面設置一層油脂“薄膜”，利用油膜“薄膜”擋住水向混凝土構造物內滲入的通道，同時利用水在油膜上漂浮和可靈活移動的機動特點，保證了傳感器快速耦合的響應性能。

技術領域

本發明屬于在混凝土介質表面實施超聲檢測的技術領域，尤其涉及一種超聲波探測傳感器耦合作業方法。

背景技術

工民建領域以及水利、鐵路、公路橋梁等行業廣泛使用鋼筋混凝土結構，竣工驗收或者后期運營養護過程中需要對結構體質量進行無損檢測。目前用于鋼筋混凝土結構無損檢測的方法主要有地質雷達和超聲波法，如果結構體內的鋼筋網密集，地質雷達探測所用電磁波信號會受到干擾，從而影響探測分辨效果；高頻超聲波探測能夠避開電磁干擾，探測精度高，在結構無損檢測中廣泛應用。

超聲波在混凝土結構檢測中的作業方法很多，比如B超、透射波法、超聲波CT等等，無論采用哪種方法，良好的超聲波傳感器耦合狀態是高分辨率和高精度探測隱蔽目標的前提。

混凝土介質表面存在小小的凹凸不平，哪怕是高鐵軌道板一類的預制構件，也有細微的凹凸不平現象。超聲波傳感器需要耦合時通常采用兩種方式：一種是采用耦合油脂，如超聲膠或凡士林甚至機油等等，一種是用水來直接耦合。前一種方式需要讓油脂在構件表面有一定堆積，涂抹量大，回收清潔非常不便，后者取材方便，但水量難以控制，由于混凝土介質吸水性強，加上水容易流動和表面蒸發，這種方式難以保證耦合一致性和質量，不適合在混凝土介質結構的工程檢測中使用。

超聲波無損探測遇到有大面積探測任務時，需要一次或多次布設多個傳感器，以提高探測效率，同時利用傳感器發射和接收互換原理還可以實現陣列式超聲波探測，大幅增加信號采集的信息量，便于后期資料處理與解釋。前述兩種傳感器的耦合方式，在大面積、長時間連續作業時，不便之處體現的更加突出。在沒有高效的超聲波傳感器耦合技術之前，在混凝土介質表面實現大面積超聲波陣列探測作業存在很大困難。

因此在超聲波無損探測領域迫切需要有高效的傳感器耦合技術，一方面保證傳感器信號采集的一致性和質量，同時在此基礎上應用陣列式或相控陣超聲波信號采集的探測方法，實現高精度探測。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足而提供一種工序簡單快速，傳感器耦合性能良好，適于混凝土介質檢測的超聲波探測傳感器耦合作業方法。

為解決上述技術問題，本發明所提供的超聲波探測傳感器耦合作業方法，包括如下步驟：

步驟1、清潔需要探測的混凝土介質的耦合面，在清潔后的耦合面上均勻涂抹油脂，隨后擦除耦合面上的堆積油脂并保留已粘附在耦合面的一層油膜；

步驟2、向表面形成有油膜層的耦合面噴灑水霧產生均勻小水滴或水膜，形成可長時間保持的超聲波傳感器耦合劑；

步驟3、將一組多個超聲波傳感器按線性或面陣列方式放置在耦合面上，可即放即耦合，超聲波發射和接收信號通過信號線分別連接到多路同步超聲波儀器上，按設計好的超聲波探測方法順序完成超聲波探測的信號采集。

進一步的，步驟1中耦合面清洗采用干洗或水洗方式，清洗塵土和浮渣后需風干耦合面。

進一步的，步驟1中油脂的形態為液態或膠狀態，油脂涂抹和擦除分別采用油脂噴涂機械和帶布匹擦頭的打磨機械完成。

進一步的，所述油脂為導聲膠、凡士林、黃油或軟膏。