[發明專利]一種檢測混凝土鋼板粘結質量的裝置與方法

在審

• 申請號: 201811492889.4
• 申請日: 2018-12-07
• 公開（公告）號: CN109580778A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 萬陶磊;薛志遠
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/28
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 劉凌峰

本發明公開了一種檢測混凝土鋼板粘結質量的裝置與方法，其裝置包括探頭支架、空氣耦合超聲發射探頭、空氣耦合超聲接收探頭、信號發射接收器、信號放大器、數據采集卡和電腦PC端，其方法方法包括以下步驟，S1:計算出發射探頭的傾斜角度，接收探頭對稱設置，然后再計算出兩個探頭之間的距離La；S2:根據步驟S1計算出的結果將兩個探頭安裝在探頭支架上，然后置于待檢測的混凝土鋼板的表面；S3：獲取混凝土不同位置處粘結界面波形及相位；S4：根據缺陷區域回波與無缺陷區域回波的相位相反判斷混凝土鋼板的粘結是否完好。本發明可以區分粘結界面的缺陷回波與材料聲阻抗差異大產生的界面回波，判斷混凝土與鋼板是否存在粘結不完好的區域。

技術領域

本發明涉及檢測技術領域，具體涉及一種檢測混凝土鋼板粘結質量的裝置與方法。

背景技術

鋼板與混凝土的粘結被廣泛的應用在各種實際工程當中。例如大型復雜高層建筑結構中的鋼-混凝土組合剪力墻，大型設備結構加固中的外粘鋼等?；炷?鋼板的粘結質量直接影響著各種工程結構的安全與穩定，所以檢測混凝土界面的粘結是否完好對工程結構安全具有非常重要的意義。在實際實驗中混凝土的聲阻抗與鋼板的聲阻抗相差較大，這就導致即使混凝土與鋼板粘結完好，聲波也會在粘結界面發生反射，與粘結不完好時相比反射波幅值差異不大，所以根據反射回波比較法難以檢測出是否粘結完好。如何區分并識別粘結反射層粘結完好與粘結不完好的反射回波是解決問題的關鍵。由于混凝土內部結構比較復雜，表面也比較粗糙，使用接觸式探頭用耦合劑與混凝土耦合時也可能會對反射回波的幅值產生影響，且檢測混凝土時使用的低頻超聲波的始脈沖比較寬也會存在掩蓋反射回波的情況，這就對實驗帶來了一定的困難。

發明內容

本發明所要解決的問題是：提供一種檢測混凝土鋼板粘結質量的裝置與方法，通過該方法可以區分粘結界面的缺陷回波與材料聲阻抗差異大產生的界面回波，判斷混凝土與鋼板是否存在粘結不完好的區域。

本發明為解決上述問題所提供的技術方案為：一種檢測混凝土鋼板粘結質量的裝置，包括探頭支架、空氣耦合超聲發射探頭、空氣耦合超聲接收探頭、信號發射接收器、信號放大器、數據采集卡和電腦PC端，所述探頭支架在檢測時置于混凝土和鋼板的粘結體上，所述空氣耦合超聲發射探頭和空氣耦合超聲接收探頭安裝在探頭支架的兩端，所述空氣耦合超聲發射探頭和信號發射接收器連接，所述空氣耦合超聲接收探頭、信號放大器和信號發射接收器依次連接，所述信號發射接收器、數據采集卡和電腦PC端依次連接。

一種檢測混凝土鋼板粘結質量的方法，采用權利要求1所述的裝置，所述方法包括以下步驟，

S1:根據混凝土的厚度以及snell定理計算出空氣耦合超聲發射探頭的傾斜角度θ，空氣耦合超聲接收探頭的角度與空氣耦合超聲發射探頭對稱設置，然后再計算出空氣耦合超聲發射探頭與空氣耦合超聲接收探頭之間的距離La；

La＝2h tanθ_τ+2L tanθ

式中：c₁為空氣中聲速，c₂為混凝土鋼板中的聲速，θ為探頭入射角，θ_τ為聲波在混凝土鋼板中的折射角，h為混凝土鋼板的厚度，L為空氣耦合超聲發射和接收探頭離混凝土鋼板的高度；

S2:根據步驟S1計算出的結果將空氣耦合超聲發射探頭與空氣耦合超聲接收探頭安裝在探頭支架上，然后置于待檢測的混凝土鋼板的表面；

S3：通過空氣耦合超聲發射探頭與空氣耦合超聲接收探頭獲取混凝土不同位置處粘結界面波形及相位，其波形及相位會顯示在電腦PC端上；

S4：根據缺陷區域回波與無缺陷區域回波的相位相反判斷混凝土鋼板的粘結是否完好。