Page 61 - 无损检测2023年第八期

王健男, 等:

基于合成孔径超声成像技术的混凝土腐蚀检测

图4 检测信号处理前后成像效果对比
有
弦波信号的峰值时间 T 2 比信号的触发时间 T 1
一定的滞后, 导致在成像图中反射信号中心比实际
位置偏移了半个波长。无腐蚀混凝土模型去除直达
波后, Hilbert 包络变换前后的信号对比如图 5 所
的时间差导致了成像图中信号深
示, 图中T 1 与T 2
度存在偏差。成像过程中对信号修正半个波长, 即
可得到深度正确的超声成像结果。
图6 素混凝土平台腐蚀检测现场

型超声断层成像扫描仪, 仪器带有4×12的换能器

阵列, 激发中心频率为50kHz , 其实物如图7 ( a ) 所

示。同时也使用意大利 IDSRISOne型探地雷达设
备进行验证试验, 其实物如图7 ( b ) 所示。

图5 无腐蚀混凝土 Hilbert 包络变换前后信号对比

, 根据数据处理后的超
混凝土原始厚度为 H 0
声成像结果, 得到的混凝土实体厚度为 H , 则混凝
土腐蚀厚度 H f =H 0-H 。 图7 试验设备实物
在现场选择一处混凝土平台进行检测, 在待测
4 混凝土腐蚀检测试验
区域均匀布点, 对各测点下方混凝土层的厚度进行
素混凝土和盾构管片腐蚀的超声检测结果存在 检测, 继而评估腐蚀程度。部分混凝土腐蚀超声阵
一致性。分别对素混凝土平台的腐蚀以及腐蚀盾构 列成像检测结果如图8所示, 测点 A 、 B 的成像图中
管片进行检测试验, 验证超声成像技术对素混凝土 均可以观察到明显的界面反射信号, 周围都存在散
腐蚀程度的检测效果以及该方法在盾构管片腐蚀检 射信号, 表明测点 A 、 B下方混凝土层均存在腐蚀现
测中的适用性。 象。检测时将十字线中心移动到界面反射信号幅值
4.1 素混凝土平台腐蚀检测试验 最大处, 此时成像图左侧的z 轴刻度即为该界面反
对上海某污水处理厂内蓄污池顶部素混凝土平 射信号的深度。由此可得, 测点 A 处的混凝土厚度

台的腐蚀程度进行检测, 该蓄污池顶部混凝土长时 为255mm ; 测点 B处的混凝土厚度为199mm 。由
间受污水冲刷, 极容易发生腐蚀破坏, 其腐蚀检测现 于 测点A 、 B 处于同一座污水池的顶部混凝土平台
场如图6所示。 上, 混凝土原始厚度是一致的, 可见相较于测点 A ,

此次检测使用的设备为俄罗斯 A1040 MIRA 测点 B 处的混凝土厚度较小, 腐蚀厚度较大, 腐蚀
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2023年 第45卷 第8期
无损检测