專(zhuān)利名稱(chēng)：利用超聲波激勵(lì)發(fā)現(xiàn)混凝土隱裂紋的方法
利用超聲波激勵(lì)發(fā)現(xiàn)混凝土隱裂紋的方法所屬領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種利用超聲波激勵(lì)發(fā)現(xiàn)混凝土隱裂紋的方法。屬于混凝土質(zhì)量檢測(cè) 技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
本發(fā)明所述的隱裂紋是指肉眼不可見(jiàn)的閉合裂紋或者裂紋寬度十分細(xì)小、超出了 人眼分辨力的裂紋，而不是指覆蓋在完好混凝土里面的裂紋。隱裂紋是可見(jiàn)裂紋發(fā)展的前 期，對(duì)于判斷混凝土結(jié)構(gòu)安全性具有重要意義。利用超聲波選擇性激勵(lì)發(fā)現(xiàn)混凝土隱裂紋 的方法目前還沒(méi)有，與之相關(guān)的是利用超聲波檢測(cè)混凝土裂縫的方法。超聲波檢測(cè)混凝土裂縫的方法一般是通過(guò)發(fā)射探頭從一側(cè)將超聲波發(fā)射到被檢 混凝土結(jié)構(gòu)中，在另一側(cè)用接收探頭接收超聲波。利用混凝土裂縫引起的超聲波聲時(shí)、波幅 和頻率等參數(shù)的變化來(lái)確定裂縫的參數(shù)。因此該方法要求知道裂縫大概位置，有目的地發(fā) 射和接收超聲波，使之經(jīng)過(guò)裂縫，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)裂縫參數(shù)的檢測(cè)。對(duì)于隱裂紋，由于不知道是 否存在，也不知道具體位置，因此不能夠采用該方法檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種混凝土隱裂紋的發(fā)現(xiàn)方法，它的原理是基于固體內(nèi)耗 的基本原理。超聲波在物體內(nèi)振動(dòng)傳播時(shí)，即使該物體與外界完全隔絕，超聲振動(dòng)也會(huì)漸漸 停止。這種由于內(nèi)部原因而使振動(dòng)能量逐漸耗散不可逆地轉(zhuǎn)化為熱能的現(xiàn)象叫內(nèi)耗。與完 整的混凝土構(gòu)件相比，混凝土構(gòu)件若出現(xiàn)裂紋，其振動(dòng)阻尼就會(huì)明顯增加，內(nèi)耗也會(huì)明顯加 大，并且主要消耗在裂紋處。因此，向混凝土構(gòu)件輸入超聲波，對(duì)其進(jìn)行激勵(lì)，由于內(nèi)耗，超 聲波衰減，超聲波在裂紋處內(nèi)耗較大，產(chǎn)生的熱量也比無(wú)裂紋處要大，從而使得該處溫升較 高。使用紅外熱像儀監(jiān)視被激勵(lì)的混凝土構(gòu)件，高溫處就是裂紋的位置，其中，肉眼看不到 裂紋的高溫處就是隱裂紋的位置?；炷恋钠渌毕荼热缁炷了炙梢矔?huì)增加內(nèi)耗形成局 部溫升，但其熱像與隱裂紋的熱像具有明顯差異，容易辨別。使用該方法發(fā)現(xiàn)混凝土隱裂紋的裝置和連接關(guān)系如圖1所示。步驟為(1)將檢測(cè)裝置按照?qǐng)D1所示連接好；(2)啟動(dòng)超聲波源；(3)啟動(dòng)紅外熱像儀，調(diào)整焦距使熱像清晰；(4)將激勵(lì)頭垂直壓到混凝土構(gòu)件表面，按下超聲波發(fā)射開(kāi)關(guān)，發(fā)射超聲波對(duì)混凝 土構(gòu)件進(jìn)行激勵(lì)；(5)根據(jù)混凝土構(gòu)件熱圖像中的局部高溫位置確定裂紋位置，根據(jù)裂紋是否肉眼 可見(jiàn)確定隱裂紋位置。本發(fā)明還可以通過(guò)以下步驟提高發(fā)現(xiàn)隱裂紋的能力(1)確?；炷帘砻婕?lì)頭接觸的位置平整光滑，并在該位置均勻涂抹Imm厚的 黃油耦合劑，以排除接觸面內(nèi)的空氣，增加耦合；
(2)保持激勵(lì)頭與混凝土表面的接觸壓力在300N至500N范圍內(nèi)。


圖1為本發(fā)明方法的檢測(cè)裝置及其連接關(guān)系圖，圖中1為被測(cè)混凝土構(gòu)件，2為激 勵(lì)頭，3為超聲波源，4為電纜，5紅外熱像儀。
具體實(shí)施例方式使用本發(fā)明方法發(fā)現(xiàn)混凝土梁隱裂紋的實(shí)例。裝置具體為被測(cè)混凝土構(gòu)件為IOOOmmX 150mmX 150mm混凝土梁如圖2所示，激 勵(lì)頭為超聲波點(diǎn)焊槍?zhuān)暡ㄔ礊?0kHz、1800w超聲波源，電纜為連接屏蔽電纜，紅外熱像 儀為最小可測(cè)溫差為0. 06°C、測(cè)溫范圍為-20-100°C的紅外熱像儀。按照?qǐng)D1所示的連接關(guān)系進(jìn)行連接；調(diào)整紅外熱像儀的位置，使之與混凝土梁的 距離在1.4-1. 6m范圍。啟動(dòng)超聲波源，啟動(dòng)紅外熱像儀，調(diào)整焦距使成像清晰。在混凝土 表面激勵(lì)頭將要接觸的位置均勻涂抹Imm厚的黃油耦合劑，將激勵(lì)頭垂直壓到混凝土構(gòu)件 表面，保持激勵(lì)頭與混凝土表面的接觸壓力在300N至500N范圍內(nèi)，按下超聲波發(fā)射開(kāi)關(guān)， 發(fā)射超聲波對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行激勵(lì)。在激勵(lì)的同時(shí)，通過(guò)紅外熱像儀監(jiān)視混凝土梁熱圖像 的變化，當(dāng)持續(xù)激勵(lì)30秒時(shí)，梁中部出現(xiàn)了從上至下的條帶狀高溫區(qū)，拍下混凝土梁的熱 圖像。該高溫區(qū)就是混凝土梁裂紋的位置如圖3所示，并根據(jù)是否肉眼可見(jiàn)確定該條帶的 主要部分為隱裂紋，局部為可見(jiàn)的閉合裂紋。
權(quán)利要求
一種利用超聲波激勵(lì)發(fā)現(xiàn)混凝土隱裂紋的方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)將超聲波輸入被測(cè)混凝土構(gòu)件，對(duì)其進(jìn)行激勵(lì)；(2)利用紅外熱像儀監(jiān)視被測(cè)混凝土構(gòu)件；(3)確定隱裂紋的位置位于混凝土構(gòu)件熱像的高溫區(qū)域內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用超聲波激勵(lì)發(fā)現(xiàn)混凝土隱裂紋的方法。首先向混凝土構(gòu)件輸入超聲波，對(duì)其進(jìn)行激勵(lì)，由于內(nèi)耗，超聲波衰減，超聲波在裂紋處內(nèi)耗較大，產(chǎn)生的熱量也比無(wú)裂紋處要大，從而使得該處溫升較高。使用紅外熱像儀監(jiān)視被激勵(lì)的混凝土構(gòu)件，高溫處就是裂紋，再根據(jù)是否肉眼可見(jiàn)確定隱裂紋。
文檔編號(hào)G01N29/11GK101982767SQ20101029030
公開(kāi)日2011年3月2日 申請(qǐng)日期2010年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月25日
發(fā)明者湯雷 申請(qǐng)人:水利部交通運(yùn)輸部國(guó)家能源局南京水利科學(xué)研究院