A1040 MIRA 3D超聲波斷層掃描儀在風(fēng)機(jī)管片檢測中的應(yīng)用
時間：2024-1-24 來源：https://mp.weixin.qq.com/s/vfQM5W_GJCs1OiinM3Y4uQ 查看次數(shù)：1923
近期，瑞科儀器應(yīng)客戶要求，在齊齊哈爾市附近某風(fēng)機(jī)管片檢測項目中，使用A1040 MIRA 3D 超聲波斷層掃描儀在現(xiàn)場進(jìn)行實地檢測。對管片交接處，疑似不密實區(qū)域進(jìn)行精細(xì)檢測，通過對檢測數(shù)據(jù)后期軟件3D成像分析，獲得了詳細(xì)的檢測報告。
測試設(shè)備
此次檢測，采用的設(shè)備是國際知名超聲波檢測設(shè)備生產(chǎn)廠家——俄羅斯ACSYS公司生產(chǎn)的A1040 MIRA 3D超聲波斷層掃描儀，由瑞科（廣州）儀器科技有限公司代理并提供技術(shù)支持和售后服務(wù)。該設(shè)備采用合成孔徑聚焦成像方法(SAFT)，具有分辨率高、能在實地工作的優(yōu)點，是超聲成像領(lǐng)域發(fā)展起來的新技術(shù)，在無損探傷領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。
A1040 MIRA 3D超聲波探頭由4×8個干點換能器陣列和一個控制單元組成，換能器為信號發(fā)射和接收裝置，可發(fā)射周期脈沖。探頭內(nèi)的控制單元激活一個換能器作為信號發(fā)射端，而其它的換能器作為信號接收端。下圖表示第一個換能器發(fā)射信號，其它換能器接收信號。圖中顯示了信號傳播路徑。此后，下一個換能器發(fā)生信號，其右側(cè)的換能器接收信號。此過程循環(huán)重復(fù)，直至前31個換能器都已經(jīng)激發(fā)過信號為止。
如果構(gòu)件內(nèi)部的混凝土-空氣界面足夠大，一部分發(fā)射的超聲波脈沖信號會被該缺陷提前反射。因為路徑更短，由缺陷反射的信號會早于構(gòu)件底面反射的信號到達(dá)接收端。信號處理軟件依據(jù)每排換能器接收到的反射脈沖的到達(dá)時間，來推斷構(gòu)件內(nèi)部缺陷的位置。
MIRA超聲波成像儀技術(shù)特點：
陣列式系統(tǒng)：
A1040 MIRA 3D的控制器是一個陣列式的控制器，由8個模塊組成，每一個模塊包含4個橫波傳感器。當(dāng)超聲波信號發(fā)出后，接受到信號的會被控制器進(jìn)行處理，然后轉(zhuǎn)移到電腦用合適的軟件進(jìn)行處理。
合成孔徑聚焦超聲成像
通過將陣列小探頭接收的超聲信號合成處理，得到與較大孔徑探頭等效的聲學(xué)圖像，對接收到的信號作適當(dāng)?shù)穆晻r延遲或相位延遲后，再合成得到的被成像物體的逐點聚焦的聲學(xué)圖像，其特點是可以獲得較好的橫向分辨率。
干耦合換能器
傳統(tǒng)的換能器需要使用耦合劑才能與混凝土表面緊密接觸。干耦合即不使用耦合劑，通過彈簧彈力實現(xiàn)與被測表面的耦合。使用干耦合換能器加快了檢測速度，并消除了耦合劑涂抹不均勻?qū)y量結(jié)果的影響。
橫波檢測
固體中的聲波有縱波、橫波和表面波三種類型。傳統(tǒng)方法只利用縱波，橫波和表面波攜帶的信息被忽略。改用橫波檢測有以下好處：
信噪比提高：超聲橫波在混凝土中的散射比縱波弱，因而橫波檢測的噪聲更低;
分辨能力有所增強：識別越小的細(xì)節(jié)需要的波長越短，而混凝土中橫波的波長大約是同頻率縱波波長的60%;
缺陷的反映更明顯：因流體中的聲波只有縱波，橫波遇到欠密實、縫隙和空洞等缺陷后幾乎全被反射，其反射系數(shù)大于縱波。
成像顯示
數(shù)據(jù)采集得到的實時二維圖像。用不同的顏色表示不同強度的反射。也可以使用idealViwer 3D軟件將在多個位置測量的結(jié)果整合，在計算機(jī)中上生成三維圖像，更加直觀。
A1040 MIRA 3D超聲波成像儀技術(shù)參數(shù)：
并行數(shù)據(jù)采集通道數(shù)32
10～100 kHz中心頻率
檢測深度高達(dá)3m（取決于混凝土性能）
最大覆蓋面積10?20c㎡
可充電電池，10小時工作時長
幀重復(fù)頻率2D 成像25Hz、3D成像2Hz
單個A-DPC?干點式傳感器陣列配置（可與其他陣列組合擴(kuò)展）
項目現(xiàn)場照片
第一塊試件測試結(jié)果
1.1、管片掃描
根據(jù)圖像，可知管片厚度約為267mm，與試件實際厚度260mm相符合；約21mm處存在第一層鋼筋區(qū)域，約267mm處存在管片厚度及第二層鋼筋分布區(qū)域。
管片銜接處灌膠密實度掃描
2.1、B掃描成圖
根據(jù)圖像，可知在深度約60mm至110mm處在異常反射，厚度約277mm,與試件實際厚度260mm相符；
2.2、現(xiàn)場鉆孔驗證
可以明顯的看到在深度約60mm處至110mm處，存在1大7小八個明顯的異常空洞，應(yīng)為兩處管片環(huán)氧樹脂膠脫空區(qū)域；測試結(jié)果與現(xiàn)場驗證結(jié)果相符合，鉆孔深度約5至6cm處脫空，空洞深度約為6cm。
測試結(jié)論
以上是我司使用A1040 MIRA 3D設(shè)備對風(fēng)機(jī)管片銜接處進(jìn)行測量的實地檢測報告。通過此次項目，結(jié)合現(xiàn)場測試情況與實際操作使用，可以看出MIRA A1040 3D超聲波斷層掃描儀有以下使用特點：
1、 尋找混凝土體、鋼筋混凝土或自然石塊中的外來包體、孔洞、空隙、分層、充填泄露、裂縫等。
2、 測厚精度高，在現(xiàn)場通過對管片檢測，能夠清晰的檢測出鋼筋位置深度及管片厚度。圖像顯示管片厚度為267mm，實際管片厚度為260mm。管片厚度誤差僅僅7mm。
3、 根據(jù)現(xiàn)場情況，在管片相交縫隙處測試，可以明顯的看到在深度約60mm處至110mm處，存在1大7小八個明顯的異?？斩?，應(yīng)為兩處管片環(huán)氧樹脂膠脫空區(qū)域；測試結(jié)果與現(xiàn)場驗證結(jié)果完全符合，人工鉆孔深度約5至6cm處脫空，空洞深度約為6cm。
4、 在測試過程中，能夠清晰的檢測出鋼筋位置深度及管片厚度。
作為新興的無損檢測的重要儀器，我們期待A1040 MIRA 3D能夠在各種實地應(yīng)用中幫助工程師們更便捷快速的定位各類結(jié)構(gòu)建筑的內(nèi)部狀況，成為檢測工作的得力助手。