實驗名稱：鋼筋混凝(ning)土結(jie)構(gou)中界(jie)面剝離損傷(shang)的超(chao)聲導波(bo)檢(jian)測技術

　　實驗原理：利用超聲(sheng)能透入鋼筋材料的(de)深處，并(bing)由一截面(mian)進(jin)入另一截面(mian)時，在界(jie)面(mian)邊(bian)緣發生(sheng)反射的(de)特點來(lai)檢(jian)查零(ling)件缺陷(xian)的(de)一種方(fang)法，當超聲(sheng)波(bo)束自零(ling)件表面(mian)由探頭通至金屬內部，遇到缺陷(xian)與零(ling)件底(di)面(mian)時就(jiu)分別發生(sheng)反射波(bo)來(lai)，在螢光屏(ping)上形成脈沖波(bo)形，根(gen)據這些脈沖波(bo)形來(lai)判斷缺陷(xian)位置和(he)大(da)小。

　　測試設備：整套裝(zhuang)置(zhi)如(ru)下圖所示，由試件、圓(yuan)形壓電陶瓷晶片PZT20x2mm、波形發生器、ATA-8202射頻功率放大器、數字(zi)示波器組(zu)成。

　　實驗過程：本實驗(yan)所(suo)用混(hun)(hun)凝(ning)土試(shi)(shi)件(jian)規格為(wei)(wei)100x100x560mm，在試(shi)(shi)件(jian)截面(mian)中(zhong)間位(wei)置放置一根o=18mmHRB335鋼筋,長(chang)度(du)1=700mm,包裹長(chang)度(du)為(wei)(wei)560mm兩端外露長(chang)度(du)均為(wei)(wei)70mm，以(yi)使盡(jin)可(ke)能少的(de)(de)導波(bo)能量泄露到(dao)空氣中(zhong)去，來提高精確(que)度(du)。根據經驗(yan)值混(hun)(hun)凝(ning)土配合(he)比為(wei)(wei)沙子:水(shui)泥(ni)(ni):水(shui)為(wei)(wei)3:1:0.5，所(suo)用水(shui)泥(ni)(ni)為(wei)(wei)普(pu)通硅酸鹽325R水(shui)泥(ni)(ni)。本組所(suo)制備的(de)(de)試(shi)(shi)件(jian)如下(xia)圖(tu)所(suo)示。使用內徑外徑分(fen)別(bie)為(wei)(wei)25mm22mmPVC管來人(ren)為(wei)(wei)模(mo)仿鋼和凝(ning)接觸(chu)界面(mian)的(de)(de)剝離(li)損傷，，混(hun)(hun)凝(ning)土澆注后每隔6小時轉動(dong)360度(du)，以(yi)防PVC管被(bei)混(hun)(hun)凝(ning)粘住，48小時后混(hun)(hun)凝(ning)土已初步凝(ning)固將管拔出(chu)。1~4號試(shi)(shi)件(jian)剝離(li)長(chang)度(du)分(fen)別(bie)為(wei)(wei)140mm、280mm、420mm，560mm，即為(wei)(wei)包裹總長(chang)度(du)的(de)(de)25%50%750%。在標準養護(hu)室中(zhong)養護(hu)28天后進行試(shi)(shi)驗(yan)。

　　我們使用(yong)示(shi)波器采集數(shu)據，選用(yong)兩個信(xin)號通(tong)道，一(yi)個接(jie)收功率放大器輸出的(de)波形另一(yi)個接(jie)收試件(jian)接(jie)收端傳感器得到的(de)波形。激勵信(xin)號為(wei)HANNING窗調制的(de)5周期正弦信(xin)號，使用(yong)所(suo)示(shi)裝(zhuang)置對不同剝(bo)離長度的(de)試件(jian)進(jin)行檢測(ce)。

　　通過數值模擬(ni)得(de)到了鋼筋超聲導波頻(pin)散曲線，并實現了采用120kHz的模態導波對(dui)鋼筋與混(hun)凝土(tu)接觸(chu)界(jie)面(mian)進行有效(xiao)檢(jian)測(ce)。

　　通過(guo)接收(shou)到鋼(gang)筋與混(hun)凝土接觸界(jie)面(mian)損傷超(chao)聲(sheng)導(dao)波(bo)波(bo)形(xing)，在(zai)時域(yu)(yu)內，分析首波(bo)峰值(zhi)(zhi)，找出了鋼(gang)筋和(he)混(hun)凝土界(jie)面(mian)剝離長度對(dui)超(chao)聲(sheng)導(dao)波(bo)信號的(de)影(ying)響:在(zai)頻域(yu)(yu)內，得(de)到剝離長度比(bi)與中(zhong)心頻率信號峰值(zhi)(zhi)的(de)對(dui)應關系。通過(guo)分析二(er)者的(de)相關關系曲線，得(de)到隨著剝離長度增加(jia)，時頻域(yu)(yu)內信號峰值(zhi)(zhi)都減少。因此(ci)，根(gen)據接收(shou)到的(de)信號可從趨勢上(shang)對(dui)鋼(gang)筋和(he)混(hun)凝

　　縱向模態導(dao)波在柱狀波導(dao)中傳播(bo)時，能量衰(shuai)減分析是一(yi)個更為有效的參(can)數(shu)。根據能量衰(shuai)減曲線(xian)，能量值(zhi)隨剝離長度的增加線(xian)性減少。本(ben)研究中給出的試(shi)驗結果只(zhi)是基于特定傳感器(qi)布置(zhi)方(fang)(fang)式和同一(yi)強度的混(hun)凝(ning)土試(shi)件，沒有考慮傳感器(qi)布置(zhi)方(fang)(fang)式、混(hun)凝(ning)土強度、鋼筋直徑(jing)、溫度、濕度和外(wai)加應力對鋼筋和混(hun)凝(ning)土接觸界(jie)面狀況檢測的影響。

　　功率放大器推薦：ATA-8202

圖：ATA-8202射頻功率放大器規格參數

　　本文實驗素材由西安(an)安(an)泰電子整理發(fa)布，西安(an)安(an)泰電子科(ke)技(ji)有限(xian)公司（Aigtek）是國內專(zhuan)業(ye)從事測(ce)量(liang)儀器研(yan)發(fa)、生(sheng)產和(he)銷售的(de)高(gao)科(ke)技(ji)企業(ye)。公司致力于(yu)功(gong)率(lv)放大器、功(gong)率(lv)信號源、功(gong)率(lv)放大模塊、計(ji)量(liang)校準產品(pin)等產品(pin)為(wei)核心的(de)相關(guan)行(xing)業(ye)測(ce)試解決方(fang)案(an)的(de)研(yan)究，為(wei)用(yong)(yong)戶提供具有競爭力的(de)測(ce)試方(fang)案(an)，Aigtek已經成為(wei)在業(ye)界擁有廣泛產品(pin)線，且(qie)具有相當規模的(de)儀器設備供應商(shang)，樣機(ji)都支持(chi)免費試用(yong)(yong)。如想了(le)解更多(duo)實驗方(fang)案(an)，請持(chi)續關(guan)注安(an)泰電子官網(wang)hkdyw.cn或撥打029-88865020。