无线冲击回波检测仪

1、使用安全
●无线冲击回波检测仪充电电源请使用 220V 交流电；长期放置时需要定期充放电，一般 3 个月左右需要进行一次充放电。

●设备充电时请勿使用连接松弛的插座，充电式请将设备电源关闭。

●测试主机使用时轻拿轻放，一定需要注意避免强烈震动与撞击。

●测试主机防护等级为 IP63，在小雨情况下可直接置于室外短时间(0.5 ~ 1 h)使用，但需避免雨水直接泼洒情况；请勿长期在湿度≥90%RH 环境下使用；如落水请先关闭电源后去除水渍，确定无渗水后方可使用(注：去除水渍后放置 2~3 个小时，观察节点下端是否出现渗水)。

●传感器防护等级为 IP67，具备短时间内耐侵水能力，建议水下持续放置时间不超过 12h，使用完后需去除表面水渍。

●数据传输使用 WIFI 传输，传输模块为独立 WIFI，防护等级为 IP63，在小雨情况下可直接置于室外短时间(3~4h)使用，但需避免雨水直接泼洒情况；请勿长期在湿度≥90%RH 环境下使用。

●移动 PC 终端为 windows 操作系统平板电脑，需尽量避免充电过程中使用。

2适用范围
无线冲击回波检测仪用于工程中常见的仅能提供单面检测工位的构件，如桥梁梁板、桥梁波纹管、剪力墙小套筒注浆、隧道衬砌、钢混结构、混凝土路面等。按其测试方式可将其使用范围划分为两类：(1) 面检测方式；(2) 线检测方式。

1、面检测方式

面检测方式指在一个平面内以一定间距布置测点，形成一个完整检测面，从而进行面检测。面检测方式主要争对大体积混凝土内部缺陷的检测，例如桥梁梁板内部缺陷、隧道衬砌结合面质量、钢混结构脱空等检测。

2、线检测方式

线检测方式指在一个平面内以一定间距布置测点，但测点仅沿一条线布置， 形成一维完整的测线，从而进行线检测。线检测方式仅争对预应力梁孔道、剪力墙小套筒注浆质量检测。孔道注浆质量检测是的重要应用，其配合全长透射检测可实现预应力梁孔道注浆密实度定性、定量检测。在使用情况下，沿波纹管走向逐点检测确定注浆孔道缺陷位置以及缺陷严重程度。

3、名词释义

●测试主机：系统中用于冲击回波法单面检测信号采集的仪器，该主机是基于ARM 操作系统。

●加速度传感器：接收机械振动信号，并将振动信号转化为电信号的硬件。

●信号激发器：产生激发源的敲击装置，使用信号激发器可实现自动敲击功能。

●应力波：应力波指材料中应力、应变状态的变化以波的方式传播形成的一类机械波。在本系统中，应力波的产生为自动敲击器、超磁震源或手锤等敲击而产生的机械振动。

●波幅：应力波能量强弱的表征值，通常使用电压值大小或归一化后的数值大小表示，波幅大小随时间变化曲线即为时域波形图。

●信号触发：当振动实际产生后，并达到设定的幅度时触发采集系统记录信号的信号采集方式。

●时域信号：振动幅度随时间变化的曲线。

●频域信号：现实中所有采集的时域信号都是多个不同频率信号叠加组成的，频域信号即反应各种不同频率信号所占比重。

●波列：所有测点测试的时域信号在同一坐标系中按顺序堆列构成的波形图。

●频列：所有测点测试的频率信号在同一坐标系中按顺序堆列构成的谱图。

●厚列：所有测点测试计算的厚度在同一坐标系中按顺序堆列构成的图谱。

●波彩：所有测点测试时域信号彩色谱图，与波列图类似。

●频彩：所有测点测试的频率信号彩图，与频列图类似。

●平面：测试平面三维成像谱图的平面谱图，该平面谱图上带有测试平面的坐标位置。

4、仪器特点

●适用多种仅能提供单面检测的混凝土结构缺陷检测；

●单面检测，无需耦合剂，检测方便、快捷，检测结果直观、准确可靠；

●应力波信号自动激发，敲击信号稳定可靠，重复性高；

●采用 WIFI 无线数据方式，适用多种复杂测试工况条件；

●多种实时色谱图显示，测试缺陷位置分布实时显示；

●数据分析处理软件，小波、三维成像功能；

●熵值分析辅助功能。

5、基本参数

■操作系统：Windows

■控制系统：本机按钮，远程控制

■传输距离：空旷环境≤ 120 m

■供电模式：内置 8.0 Ah 锂电

■工作时长：测试主机≤ 14 h；移动 PC≤ 7 h

■通道数量：1 发射 1 接收

■激振方式：手动/自动

■测试厚度：10 ~ 60 cm

■传感器：加速度传感器，20 KHz

■发射电压：最大 1000 V

■采样频率：1 MHz

■采样字节：1 Kb

■AD 精度：24 位

■放大增益：29/35/41/47/53/59/65/71 dB 可选

■发射能量：1 ~ 255 连续可调

■工作环境：温度 - 10 ~ 50°C

■防水等级：IP68，防水防尘

■主机尺寸：200 × 125 × 50 mm

■主机重量：1.3 Kg

6、仪器原理

1测试技术原理

冲击回波法是一种基于应力波传播特性的无损检测法，其原理是利用机械方式冲击混凝土表面产生应力波，该应力波会在结构中传播，因为波阻抗的差异， 应力波会被内部缺陷和外部表面反射，来回反射的应力波会形成一种特殊共振模态。图 2.1 为冲击回波法测试混凝土内部缺陷原理示意图，当应力波以波速 Vp 传播时，缺陷位置信号与构件底部信号频率分别为：

f1  ? Vp     h1

f ? Vp H

式中 f1 和 f 分别为缺陷信号特征频率和构件底部信号特征频率，h1 和 H 分别为缺 陷位置厚度和构件厚度。当内部存在缺陷时，应力波波速 Vp 较正常构件偏低， 构件厚度特征频率向右发生偏移，并且在频谱图中出现缺陷厚度位置的特征频率， 如下图 2.1(b)所示。

2.冲击回波测试技术原理

与传统超声波检测技术比较，冲击回波检测技术优势主要体现在单面检测、检测厚度大、不需要耦合剂。此外，冲击回波检测结果受混凝土结构材料组分和内部结构状况差异的影响小。

7、注意事项

●测试要求测点位于孔道正上方，因此在测点标识过程中，务必画出孔道走向测线后再画测点，并且测点等间距且不得大于 20 cm。

●通常情况下，注浆缺陷往往出现在孔道的两端，在条件不允许的情况下， 可选择孔道两端到起弯点进行逐点测试。

●冲击回波检测所使用传感器为加速度传感器，要求测试面与传感器刚性接触，因此在测试前需将测试面清理干净，去掉浮浆等。

如测试过程中 WIFI 信号时常出现掉线情况，请检查电量以及 WIFI 天线连接是否牢固。

8、使用操作

按检测方式可划分为面检测和线检测方式，其中面检测方式主要针对大块状混凝土结构内部缺陷或结合面质量；线检测方式仅针对桥梁预应力孔道和剪力墙小套筒灌浆密实度检测。本章将按两种检测方式对测试操作进行详细介绍。

1线检测方式

预应力梁孔道和剪力墙小套筒灌浆密实度检测一定需要提前布置好测点并逐一标记，并且测点方向一定沿孔道走向分布同时保证测点在孔道正上方。通常建议测点间隔 15 ~ 20 cm 即可，测点沿 X 轴方向布置，如下图 4.1 所示测点示意。测试前还需要清理测试面，去除测试面的浮浆。

2仪器连接

按要求连接信号接收与信号激发装置，连接示意图。加速度传感器与主机连接接口为 Q9 接口，其在主机端的公头上有两个凸起，传感器端母头上对应的有凹槽，接入时对准插入后向右旋转 90°即可； 拔下时按稍用力按住母头后向左旋转 90°后拔出(此操作需要注意新接口可能较紧，拔下时请勿拽信号线)。

3通信与采集

在移动 PC 中找到名称为“LAT-IEV-AP"无线网络，输入连接密码“caet3124"即可开始连接 WIFI 信号。打开移动 PC 端冲击回波测试采集软件，查看软件状态栏中工作状态，如显示“正在连接网络"字样则表示 PC 正自动寻找 WIFI 路由，当显示“空闲"字样时则表明网络通讯正常。

信号采集时通常选择 Y 轴固定，孔道走向为 X 轴。信号激发器与传感器的距离控制在 3~5 cm 以内，并且传感器和信号激发器均需要用少许力量按压，如下图 4.4 所示。使用软件默认采集参数采集信号，观察时域信号幅值，依据幅值大小调节好放大倍数。随后设置工程测试文件名称、测点间距等测试信息，开始依次按以画好的测点进行测试。