專利名稱：利用超聲波激勵發(fā)現(xiàn)混凝土隱裂紋的方法
利用超聲波激勵發(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發(fā)現(xiàn)混凝土隱裂紋的方法。屬于混凝土質(zhì)量檢測 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的閉合裂紋或者裂紋寬度十分細小、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。隱裂紋是可見裂紋發(fā)展的前 期，對于判斷混凝土結(jié)構(gòu)安全性具有重要意義。利用超聲波選擇性激勵發(fā)現(xiàn)混凝土隱裂紋 的方法目前還沒有，與之相關(guān)的是利用超聲波檢測混凝土裂縫的方法。超聲波檢測混凝土裂縫的方法一般是通過發(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、波幅 和頻率等參數(shù)的變化來確定裂縫的參數(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)過裂縫，才能實現(xiàn)對裂縫參數(shù)的檢測。對于隱裂紋，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。

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)振動傳播時，即使該物體與外界完全隔絕，超聲振動也會漸漸 停止。這種由于內(nèi)部原因而使振動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，其振動阻尼就會明顯增加，內(nèi)耗也會明顯加 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，對其進行激勵，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。混凝土的其它缺陷比如混凝土酥松也會增加內(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)將檢測裝置按照圖1所示連接好；(2)啟動超聲波源；(3)啟動紅外熱像儀，調(diào)整焦距使熱像清晰；(4)將激勵頭垂直壓到混凝土構(gòu)件表面，按下超聲波發(fā)射開關(guān)，發(fā)射超聲波對混凝 土構(gòu)件進行激勵；(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 可見確定隱裂紋位置。本發(fā)明還可以通過以下步驟提高發(fā)現(xiàn)隱裂紋的能力(1)確?；炷帘砻婕铑^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)明方法的檢測裝置及其連接關(guān)系圖，圖中1為被測混凝土構(gòu)件，2為激 勵頭，3為超聲波源，4為電纜，5紅外熱像儀。
具體實施例方式使用本發(fā)明方法發(fā)現(xiàn)混凝土梁隱裂紋的實例。裝置具體為被測混凝土構(gòu)件為IOOOmmX 150mmX 150mm混凝土梁如圖2所示，激 勵頭為超聲波點焊槍，超聲波源為20kHz、1800w超聲波源，電纜為連接屏蔽電纜，紅外熱像 儀為最小可測溫差為0. 06°C、測溫范圍為-20-100°C的紅外熱像儀。按照圖1所示的連接關(guān)系進行連接；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。啟動超聲波源，啟動紅外熱像儀，調(diào)整焦距使成像清晰。在混凝土 表面激勵頭將要接觸的位置均勻涂抹Imm厚的黃油耦合劑，將激勵頭垂直壓到混凝土構(gòu)件 表面，保持激勵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)射開關(guān)， 發(fā)射超聲波對混凝土構(gòu)件進行激勵。在激勵的同時，通過紅外熱像儀監(jiān)視混凝土梁熱圖像 的變化，當持續(xù)激勵30秒時，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)是否肉眼可見確定該條帶的 主要部分為隱裂紋，局部為可見的閉合裂紋。
權(quán)利要求
一種利用超聲波激勵發(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)將超聲波輸入被測混凝土構(gòu)件，對其進行激勵；(2)利用紅外熱像儀監(jiān)視被測混凝土構(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，對其進行激勵，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)視被激勵的混凝土構(gòu)件，高溫處就是裂紋，再根據(jù)是否肉眼可見確定隱裂紋。
文檔編號G01N29/11GK101982767SQ20101029030
公開日2011年3月2日 申請日期2010年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月25日
發(fā)明者湯雷 申請人:水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院