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非金屬超聲波檢測

2014-11-19 15:05:29 來源:中國檢測網 閱讀:

1主要用途
非金屬超聲檢測儀檢測混凝土的強度、裂縫深度、混凝土勻質性、損傷層厚度、混凝土厚度、樁身完整性、結構內部缺陷、鋼管混凝土內部缺陷。

  2功能特點聲參量自動判讀、實時動態波形顯示;接收靈敏度高(對微弱信號識別能力高,可準確檢測缺陷大小和范圍);體積小、重量輕、攜帶方便、雙通道、可擴展性強;大容量充電電池――持久續集航,檢測無憂;智能處理軟件――實用、方便、功能強大;技術指標:非金屬超聲測樁儀

  3應用領域自動測樁系統主要用于跨孔聲波透射法樁身完整性的自動檢測,其他功能與超聲檢測儀完全相同。超聲透射法基樁、連續墻完整性快速檢測;超聲-回彈綜合法檢測混凝土抗壓強度;超聲法檢測混凝土裂縫深度、不密實區域及蜂窩空洞、結合面質量、表面損傷層厚度、鋼管混凝土內部缺陷;超聲法單孔一發雙收測井;耐火材料質量檢測;地質勘查、巖體、混凝土等非金屬材料力學性能檢測。

  4依據標準超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術規程--------------------------------------CECS 02:2005超聲法檢測混凝土缺陷技術規程----------------------------------------------CECS 21:2000建筑基樁檢測技術規程------------------------------------------------------JGJ 106 —2003公路工程基樁動測技術規程--------------------------------------------------JTG/T F81-01-2004巖土工程勘察規范----------------------------------------------------------GB50021—2001建筑抗震設計規范----------------------------------------------------------GB50011—2001

  5性能特點HC- U83自動測樁系統使用雙通道信號快速采集系統及專利技術的深度計數裝置,有效地提高了現場檢測速度及換能器的使用壽命。在換能器移動過程中測樁系統可以 按照預定好的測點間距自動記錄各測點聲參量及波形。檢測速度有了成倍的提高,測試一個100米長的剖面,每米存10個點,僅需要2分鐘左右就可以完成,并 且已往需要三個人才能完成的測試工作只需要一到兩個人就可以完成。在測試過程中可以隨時通過屏幕顯示的曲線看到整個剖面的測試結果。信號波形、聲參量數據實時顯示及分析處理,即時顯示內部缺陷示意圖,測試結果一目了然;快速、準確的聲時、波幅自動判讀功能,有效保證了測試數據的可靠,極大的提高了檢測速度;在無缺陷混凝土中對測穿透距離可達10米,電火花震源單次激勵穿透距離大于50米;外觸發端口支持電火花、超磁致伸縮換能器等更多的發射源;面向用戶設計的操作系統使測試過程規范劃,隨機分析功能滿足現場數據分析的需要,界面友好、易學易用;主機直接為徑向換能器供電,無需外接電源,性能可靠穩定;配備雙向深度計數裝置及管口導向輪,可同步記錄、實時顯示換能器位置,任意復測方便快捷;分析處理軟件依據現行相關檢測規范設計,全面支持windows操作系統,可自動生成檢測報告;高可靠性工業級專用控制系統、256M存儲器,高清晰、高亮度、大尺寸TFT彩色液晶屏,性能穩定可靠;標準USB接口、大容量移動存儲器(U盤);內置高能鋰電,即時充電“無記憶”,滿足野外長期工作需要;體積小、重量輕(約2kg),攜帶方便。

6技術參數

名 稱

技術指標

名 稱

技術指標

主控單元

工業級專用系統

顯示方式

640×480高亮度TFT真彩液晶屏

聲時精度

0.05μs

通道數

1發射+2接收+外觸發

聲時測度范圍

0~629000μs

觸發方式

信號觸發、外觸發

接收靈敏度

≤30μv

自動測樁提升系統

雙通道自動測樁提升系統

采樣間隔(周期)

0.05μs~400μs,14檔可調

最小測點間距

0.05mm

放大器增益

82dB

測試速度

1m/s(0.1m一個點)

放大器帶寬

10kHz~250 kHz

單剖面最大測點數

1024

幅度分辨率

0.39%

 

 

發射電壓(V)

65、125、250、500、1000可選

通用接口

并口+USB口、支持移動存儲

發射脈寬

20μs~20ms可調

操作方式

快捷鍵+光電旋鈕

存儲容量

256M(CF卡)+1G(U盤)

管口導向輪

2×0.3kg,27×9×10cm

三種供電方式

內置高能鋰電池,連續工作達6h

主機適用打印機

HP及其兼容激光打印機

外置接口:12V DC

主機尺寸(mm)

250×185×58

100V~240V、50/60Hz

主機重量

1.8kg(含內置電池)

  7操作規程安裝與調試

  1、 打開包裝箱取出本儀器后,應從外觀上檢 放大器工作頻率范圍選擇 在儀器內部的 2DT1 印制板上設有工作頻率開關。儀器出廠時置于【2】位置,工 作放大器工作頻率范圍為 10-200kHz,適應混凝土構件及實際工程的檢測。 當檢測件較薄時, 使用探頭頻率高于 200kHz 時,可打開機箱蓋板,將 2DT1 印制板上轉換開關扳向【1】位置, 這時放大器的工作頻率范圍為 10kHz-1MHz。

  2、 本儀器適用電源電壓:交流 198-242V;直流 22-26V。使用時供電電壓應符合規定 數值,如超過應外加穩壓裝置使其滿足要求。在儀器后面板裝有三芯交流電源插座,二芯直 流電源插座以及交直流供電轉換開關。當使用交流 220V 時將轉換開關撥至“AC” ,用直流 供電時開關撥至“DC” 。輝度、聚焦、顯示位置調節輝 度、聚焦、顯示位置的調節 當儀器接上電源后,將面板上的電源開關朝上撥, “電源指示表”的指針應在紅區 范圍內, 稍等片刻后, 便能看到掃描基線。 其清晰度可調節 【⊙】 聚焦旋鈕, 必要時兼調 【*】 輝度旋鈕,適當配合使基線清晰。基線的上下左右位置,可調節【↑↓】垂直位移和【←→】 水平位移旋鈕, 使移到最適于觀察的位置。 通常, 儀器要做精密測量, 須待開機后預熱 30min, 等儀器工作穩定時,才能進行測量工作。重復頻率選擇重復頻率選擇 儀器的工作頻率分 100Hz 和 50Hz 兩種。撥動儀器后面板【重復頻率】開關,可以 選擇任何一種頻率。當測試材料較薄時(即穿透距離較小時) ,應取 100Hz 的重復頻率。掃描寬度的調節掃描寬度的調節 掃描寬度(即掃描速度)分 20、100、300、800、2000μs 五檔。調節時可按探測 材料的聲速和試件厚度來選定。一般來說,聲速低的或試件厚的材料,應選用掃描寬度大的 檔位,以便在熒光屏上顯示接收波形復式時標的調節1、 復式時標的調節 后面板 【時標】開關置于 【接】 位置時,熒光屏基線上可以看到長短相間的時標列, 其中,短幅度的時標每個間隔為 10μs,長幅度的時標每個間隔為 100μs。如圖 1。當不用 復式時標時,將開關置于【斷】處。接收探頭直接耦合,讀下時間讀數 t1,然后將發射、接收探頭耦合至試件兩端,讀下時間 讀數 t2,則超聲波脈沖在試件中的傳播時間為 t = t1 - t2 發射電壓的調節 面板上的【發射電壓 V】分 0 v、200 v、500 v、1000v 三檔。當檢測的試件較厚 或試件材料對超聲波的衰減嚴重時,應選擇較高的發射電壓檔;反之,可用較低的發射電壓 檔,在裝卸發射探頭或不進行測試時,應將開關旋至【0】檔。

  2、發射 接收 當需要展寬接收波的波形時,應當減少掃描寬度,同時適當加大延遲,使接收波顯 示在熒光屏上的適當位置。掃描寬度越小,波形可以展得越寬。當掃描寬度一定時,增大掃 描延遲,接收波在熒光屏上將自右向左移動,如圖

  3: 掃描延遲加大時 【調零】的調節 面板上的【調零】裝置,是為了扣除檢測過程中的“零讀數”to 而設置的,扣 除方法是:當電纜長度、探頭已定且 to < 7.5 μs 時,可用一根已知超聲波穿透時間的參 考棒作為檢測試件,用小螺絲刀旋轉【調零】裝置,使儀器讀測的穿透時間與參考棒上標稱 時間一致。這樣,當用同樣長度的電纜,同樣頻率的探頭以及同樣耦合條件來檢測試件時, 儀器上的時間讀數即為扣除了“零讀數”后超聲波在試件中的實際傳播時間。當電纜長度、 探頭頻率已定,to > 7.5 μs 時,先將【調零】旋鈕順時針方向旋至最大,然后將發射

  探測靈敏度的調節探測靈敏度的調節 面板上【增益】旋鈕和【衰減 dB】按鍵是探測靈敏度的主要控制器。順時針方向 旋轉【增益】旋鈕時,靈敏度增大,相反則小。按下【衰減 dB】 ,可獲得一定的衰減量,其 值小時,靈敏度高,反之則低。適當調節增益和衰減,可以得到合適的波形和幅度。掃描延遲的調節

1、 掃描延遲的調節 面板上的【粗調】 、 【細調】【精調】為掃描延遲旋鈕, 、 順時針方向旋轉時延遲增大, 反之減少。 【粗調】【細調】【精調】總的延遲時間范圍為 180-3500μs,其中【精調】的 、 、 延遲范圍為 10μs。由于超聲波發射時刻總是滯后于同步 200μs,所以當【粗調】【細調】 、 、 【精調】反時針方向旋轉至最小時,可以在熒光屏上顯示出發射信號。 為了同時在熒光屏上顯示出發射和接收信號,除了應把【粗調】【細調】【精調】 、 、 反時針旋轉至最小外,尚須適當加大掃描寬度,試件越大,掃描寬度也應越大,發射接收當需要展寬接收波的波形時,應當減少掃描寬度,同時適當加大延遲,使接 收波顯 示在熒光屏上的適當位置。掃描寬度越小,波形可以展得越寬。當掃描寬度一定時,增大掃 描延遲,接收波在熒光屏上將自右向左移動,掃描延遲加大時 【調零】的調節 面板上的【調零】裝置,是為了扣除檢測過程中的“零讀數”to 而設置的,扣 除方法是:當電纜長度、探頭已定且 to < 7.5 μs 時,可用一根已知超聲波穿透時間的參 考棒作為檢測試件,用小螺絲刀旋轉【調零】裝置,使儀器讀測的穿透時間與參考棒上標稱 時間一致。這樣,當用同樣長度的電纜,同樣頻率的探頭以及同樣耦合條件來檢測試件時, 儀器上的時間讀數即為扣除了“零讀數”后超聲波在試件中的實際傳播時間。當電纜長度、 探頭頻率已定,to > 7.5 μs 時,先將【調零】旋鈕順時針方向旋至最大,然后將發射、查各旋鈕、開關、螺釘是否緊固、完整 無損、然后進行通電檢查。

2、接收探頭直接耦合,讀下時間讀數 t1,然后將發射、接收探頭耦合至試件兩端,讀下時間 讀數 t2,則超聲波脈沖在試件中的傳播時間為 t = t1 - t2 發射電壓的調節 面板上的【發射電壓 V】分 0 v、200 v、500 v、1000v 三檔。當檢測的試件較厚 或試件材料對超聲波的衰減嚴重時,應選擇較高的發射電壓檔;反之,可用較低的發射電壓 檔,在裝卸發射探頭或不進行測試時,應將開關旋至【0】檔。

3、 【同步輸出】【接收輸出】的應用 、 儀器后面板設置【同步輸出】【接收輸出】插座。前者提供同步輸出信號,一則 、 可以在必要時外接示波器監測該機的同步系統工作是否正常, 二則當外接示波器檢查儀器各 系統的信號時, 可以作為示波器的外觸發同步信號, 以便使要檢查的信號能穩定地顯示在外 接示波器上。后者提供接收輸出信號,以便必要時將該信號輸給有關測量儀器,作為分析之 用。 (如輸給頻譜分析儀,作為頻譜分析之用) 。聲速的測量

1、 測量原理: 用黃油或其它耦合劑使探頭與被測介質良好接觸, 如果被測介質長 度 L 為已知,那么只要測出從發射至接收之間的傳播時間 t ,則聲速 c 由下式決定: c = L / t ; L-被測介質的長度(m) ; t-超聲脈沖在試件中的傳播時間(s) 。 c-超聲波傳播速度(m/s) 實際上儀器上讀得的超聲脈沖傳播時間 t’> t ,即: t’= t + t 0 這里的 t0 即為零讀數,零讀數的產生是因為儀器、電纜、探頭中有種種電延時和聲延 時,故即使發射、 接收探頭直接耦合, 儀器仍有一定的時間讀數,這就是零讀數。它隨儀器、 電纜長度、換能器以及讀時方法而異。所以在測試中必須設法扣除。

2、 時間讀測方式 時間讀測方式有三種即: 游標法讀數、 “手動” 整形自動讀數, 復式時標讀數。 前兩種可以參照“【調零】的調節”中所述的方法扣除和 t0,第三種則必須采用其它手 段來扣除 t0,現詳細分述如下:

① 游標讀數法,數碼顯示 將面板上的【計數】開關撥向【手動】檔,根據檢測試件的厚薄,材料的衰 減情況,選擇合適的發射電壓和掃描寬度。調節掃描延遲旋鈕,使接收波顯示在熒光屏上的 適當位置,調節【衰減 dB】和【增益】旋鈕,使接收波首波高度為 8 格,然后旋轉【微調】 旋鈕(即改變標記脈沖的位置)使脈沖的后沿對準接收波的首波前沿,則數碼顯示器上顯示 的數字即為超聲波脈沖的傳播時間 t, (注意:此處 t 已扣除 t0,下同) 。有時為了調節方便, 也可先旋動【微調】旋鈕,置標記脈沖后沿于熒光屏偏左的適當位置,然后再調節掃描延遲 旋鈕, 使接收波的首波前沿對準標記脈沖的后沿, 則數碼顯示器上顯示的數字為超聲波脈沖 的傳播時間。

② 整形自動讀數,數碼顯示 將面板上【計數】開關撥向【自動】檔,掃描寬度和發射電壓的選擇同①, 使接收波顯示在熒光屏上適當的位置,調節【衰減 dB】和【增益】旋鈕,使接收波的首波 高度為 8 格,然后把衰減量減去 10dB,此時顯示器上顯示的數碼即為超聲波脈沖的傳播時 間。 應當加強指出, 自動讀數總比手動讀數大。 而且這一差值的大小與測試距離、 探頭頻率、 接收靈敏度等都有直接關系。一般來講,在測試距離、探頭頻率已定的條件下,提高接收靈 敏度可以縮小自動讀數的差異。因此這種使用方法只能作為參考。

③ 復式時標讀數 當數顯系統出現故障時,亦可采用復式時標配合面板上的【精調】旋鈕,以及 顯示波形來讀測傳播時間,作為臨時應急措施。把后面板【時標】開關撥向【接】 ,熒光屏 上即顯示出時標脈沖。把掃描延遲【粗調】【細調】逆時針旋至最小, 、 【精調】逆時針方向 旋至零刻度線上。這時熒光屏上將顯示出發射脈沖。置【掃描寬度】開關于適當檔位,使標 記脈沖后沿對準發射脈沖的前沿,如圖 4a 所示,則傳播時間為 t = t1 + t2,由時標讀得 (20μs) ;調節掃描延遲,使接收波之前的 10μs 時標對準標記脈沖后沿,如圖 4b 所示, 然后調節【精調】刻度旋鈕,將接收波前沿對準標記脈沖后沿,如圖 4c 所示,這時轉過的 刻度即為 t2 的值。發射 接收 a t1 接收 t2 b t2 接收 c 圖 4 復式時標讀數 必須強調指出,用復式時標法測得 t’=t + t0。包含了超聲脈沖的傳播時間和零讀數 t0, 即 t’=t + t0。因此必須用有關方法另外測出 t0 然后才能求出超聲脈沖的傳播時間 t = t’- t0。衰減器的調節1、 衰減器的調節:衰減器總衰減量為 80dB,分 0.5dB×2,1dB×9(個位檔) , 10dB×7(十位檔)三種檔級連續可調。0.5dB 檔由兩個撥開關轉換,當任一開關撥上時, 衰減量為 0.5dB,撥下為 0dB;個位、十位檔級分別采用 10 位及 8 位按鍵轉換開關,按鍵上 方標稱的數字表示按該鍵按下時的衰減量。 使用時, 個位、 十位檔按鍵均應有一個鍵按下 ,才能使衰減檔級接通。不然,衰減器就變成斷路,接收信號無法送至接收放大 器,造成沒有接收信號顯示。衰減器的讀數是三個檔級讀數的總和。

例如:0.5dB 檔有一個 開關撥上,個位檔級的“2”鍵按下,十位檔的“40”鍵下,此時,衰減器的讀數為 42.5dB。2、衰減器有兩方面的應用。一是對接收到的強信號進行衰減,獲得適當的幅度, 送至接收放大器, 減少強信號造成的失真。 二是用來比較兩種不同材質的工件對聲波的衰減。

3、比較測量① 取一參考試件。將發射、接收探頭良好地接觸于試件兩端,調節掃描延遲旋 鈕,使接收信號顯示在熒光屏上。調節【增益】旋鈕,使接收信號第一個波形有較大的振幅 (如 4 格) ,讀取此時的衰減量 d1,并保持【增益】旋鈕位置不變。② 將發射、接收探頭良好地接觸于待比較的試件兩端,調節掃描延遲,使接收 信號顯示在熒光屏上。調整衰減器的檔位,使接收信號第一個波的幅度仍為 4 格,讀取此時 的衰減量 d2,則△d=d2-d1 即為待比較的試件相對于參考試件的衰減量。波形的觀察波 形的觀察 對非金屬材料或構件進行檢測時, 接收波形的觀察研究也有很大意義。 根據波形 的變化情況(振幅、畸變、頻譜等) ,對材料或構件內部是否存在缺陷或其它非均勻性,可 提供有參考價值的資料。儀器選購件有照像設備,必要時可對波形進行拍照,以供分析參考 之用。前置放大器的連接與使用

1、當探測件較大,探頭線較長時,為了提高接收放大器輸入端的信噪比,可采用 前置放大器。

2、 前置放大器的安裝: 使用前應將前置放大器蓋板打開, 按照規定極性裝入二只 Y1154 鋅銀扣式電池,然后裝回蓋板。

3、 前置放大器的連接與使用:將前置放大器的【輸入】插座通過 1m 的連接電纜 接至探頭的插座; 【輸出】插座通過連接電纜接于儀器面板上的【收】插座。

注意:發射輸出電纜線,不得誤接前置放大器的插座,防止損壞前置放大器!打開側面 的電源開關(開關置于【開】位置) ,前置放大器即處于工作狀態。不用時應將電源關閉。 如果估計在較長時間內不使用前置放大器時,應將里面的電池取出,以免霉銹。

關鍵詞:超聲波檢測,超聲波檢測儀,超聲波檢測方法

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