专利名称：利用超声波激励发现混凝土隐裂纹的方法
利用超声波激励发现混凝土隐裂纹的方法所属领域本发明涉及一种利用超声波激励发现混凝土隐裂纹的方法。属于混凝土质量检测 技术领域。
背景技术：
本发明所述的隐裂纹是指肉眼不可见的闭合裂纹或者裂纹宽度十分细小、超出了 人眼分辨力的裂纹，而不是指覆盖在完好混凝土里面的裂纹。隐裂纹是可见裂纹发展的前 期，对于判断混凝土结构安全性具有重要意义。利用超声波选择性激励发现混凝土隐裂纹 的方法目前还没有，与之相关的是利用超声波检测混凝土裂缝的方法。超声波检测混凝土裂缝的方法一般是通过发射探头从一侧将超声波发射到被检 混凝土结构中，在另一侧用接收探头接收超声波。利用混凝土裂缝引起的超声波声时、波幅 和频率等参数的变化来确定裂缝的参数。因此该方法要求知道裂缝大概位置，有目的地发 射和接收超声波，使之经过裂缝，才能实现对裂缝参数的检测。对于隐裂纹，由于不知道是 否存在，也不知道具体位置，因此不能够采用该方法检测。
发明内容
本发明的目的是提出一种混凝土隐裂纹的发现方法，它的原理是基于固体内耗 的基本原理。超声波在物体内振动传播时，即使该物体与外界完全隔绝，超声振动也会渐渐 停止。这种由于内部原因而使振动能量逐渐耗散不可逆地转化为热能的现象叫内耗。与完 整的混凝土构件相比，混凝土构件若出现裂纹，其振动阻尼就会明显增加，内耗也会明显加 大，并且主要消耗在裂纹处。因此，向混凝土构件输入超声波，对其进行激励，由于内耗，超 声波衰减，超声波在裂纹处内耗较大，产生的热量也比无裂纹处要大，从而使得该处温升较 高。使用红外热像仪监视被激励的混凝土构件，高温处就是裂纹的位置，其中，肉眼看不到 裂纹的高温处就是隐裂纹的位置。混凝土的其它缺陷比如混凝土酥松也会增加内耗形成局 部温升，但其热像与隐裂纹的热像具有明显差异，容易辨别。使用该方法发现混凝土隐裂纹的装置和连接关系如图1所示。步骤为(1)将检测装置按照图1所示连接好；(2)启动超声波源；(3)启动红外热像仪，调整焦距使热像清晰；(4)将激励头垂直压到混凝土构件表面，按下超声波发射开关，发射超声波对混凝 土构件进行激励；(5)根据混凝土构件热图像中的局部高温位置确定裂纹位置，根据裂纹是否肉眼 可见确定隐裂纹位置。本发明还可以通过以下步骤提高发现隐裂纹的能力(1)确保混凝土表面激励头接触的位置平整光滑，并在该位置均勻涂抹Imm厚的 黄油耦合剂，以排除接触面内的空气，增加耦合；
(2)保持激励头与混凝土表面的接触压力在300N至500N范围内。
图1为本发明方法的检测装置及其连接关系图，图中1为被测混凝土构件，2为激 励头，3为超声波源，4为电缆，5红外热像仪。
具体实施例方式使用本发明方法发现混凝土梁隐裂纹的实例。装置具体为被测混凝土构件为IOOOmmX 150mmX 150mm混凝土梁如图2所示，激 励头为超声波点焊枪，超声波源为20kHz、1800w超声波源，电缆为连接屏蔽电缆，红外热像 仪为最小可测温差为0. 06°C、测温范围为-20-100°C的红外热像仪。按照图1所示的连接关系进行连接；调整红外热像仪的位置，使之与混凝土梁的 距离在1.4-1. 6m范围。启动超声波源，启动红外热像仪，调整焦距使成像清晰。在混凝土 表面激励头将要接触的位置均勻涂抹Imm厚的黄油耦合剂，将激励头垂直压到混凝土构件 表面，保持激励头与混凝土表面的接触压力在300N至500N范围内，按下超声波发射开关， 发射超声波对混凝土构件进行激励。在激励的同时，通过红外热像仪监视混凝土梁热图像 的变化，当持续激励30秒时，梁中部出现了从上至下的条带状高温区，拍下混凝土梁的热 图像。该高温区就是混凝土梁裂纹的位置如图3所示，并根据是否肉眼可见确定该条带的 主要部分为隐裂纹，局部为可见的闭合裂纹。
权利要求
一种利用超声波激励发现混凝土隐裂纹的方法，其特征在于该方法包括以下步骤(1)将超声波输入被测混凝土构件，对其进行激励；(2)利用红外热像仪监视被测混凝土构件；(3)确定隐裂纹的位置位于混凝土构件热像的高温区域内。
全文摘要
本发明涉及一种利用超声波激励发现混凝土隐裂纹的方法。首先向混凝土构件输入超声波，对其进行激励，由于内耗，超声波衰减，超声波在裂纹处内耗较大，产生的热量也比无裂纹处要大，从而使得该处温升较高。使用红外热像仪监视被激励的混凝土构件，高温处就是裂纹，再根据是否肉眼可见确定隐裂纹。
文档编号G01N29/11GK101982767SQ20101029030
公开日2011年3月2日 申请日期2010年9月25日 优先权日2010年9月25日
发明者汤雷 申请人:水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院