裂缝测深仪校准方法探讨.pdfVIP

谈冬兴等：裂缝测深仪校准方法探讨 裂缝测深仪校准方法探讨 TheDiscussionaboutCalibraKonofCrackDepthMeasurementInstruments 谈冬兴 朱岳辉 (南京市计量监督检测院，江苏 南京 210037) 摘 要：本文主要探讨用标准深度的裂纹对裂缝测深仪进行校准的原理、方法及不确定度分析。 关键词：无损检测；超声波；换能器；单面平测法；首波反相 1 概述 跨缝时裂缝深度的测量 ：将 T和 R两换能器分别置 裂缝测深仪主要应用在桥梁、隧道、建筑物墙体等裂 于以裂缝中心为对称的两侧 ，两换能器 内边缘在不 同间 缝深度的定量检测，是对混凝土等非金属材料表面裂缝 距下，分别测量声时值 t。 深度进行无损检测的设备。仪器的工作原理是：声波在 ， ’ 一 混凝土内传播，穿过裂缝时，在裂缝端点产生衍射，根据 第i组点计算的裂缝深度值： 詈×^／l I一1 厶 Y 、 ， 首波反相、衍射角与裂缝深度 的几何关系及超声波在混 一 1 n 各测量点计算裂缝深度的平均值：h=÷∑h 凝土中的传播速度算出裂缝的深度。仪器 由主机、2个 3 校准方法 平面换能器 (T发射和 R接收探头)、专用刻度尺，信号 线、数据线等组成。刻度尺标出间距后，T换能器在裂缝 裂缝测深仪测试范围小于 500mm，测试相对误差 ：± 一 (5～lO)％。为了与实际工作 中测量的混凝土材质接近 ， 端发射声波，R换能器在裂缝另一端接受信号，通过软 件对采样数据计算处理，将裂缝深度值显示在屏幕上。 我们可以选择材质均匀的花岗岩为基体，通过加工，如下 2 测量原理 图所示，标块精度要求 ：工作面平面度 0．1mm，裂缝槽底 线与工作面平行度 0．2mm，裂缝槽深度方 向与工作面垂 裂缝测深仪一般采用单面平测法对表面裂缝进行测 量，它以同一个测量面作为基面，在裂缝的被测部位 ，按 直度 lmm／l~nm，，裂缝深度槽精度 ±0．5mm。 跨缝和不跨缝布置不同间距的测点进行检测。 不跨缝布置的测点是为了测量出超声波在混凝土中的 传播声速。将 和 R两换能器置于裂缝同一侧 ，两换能器 内边缘在不同间距下，分别测量声时值 ，然后用回归分析 的方法得出声时与测距间的回归直线方程(如图1所示)： 图 2 o1l1：：一 仪器进行校准时，在其检测范围内选取裂缝深度均 ， ， 匀分布的5块标块分别对裂缝测深仪开展校准，校准过 0 ／ tlo us)声刚 程中要保证 、月平面换能器与工作面耦合。对不同深 ／ a 度的标块，首先要不跨缝标定声速，再跨缝测量深度。每 个标块测试 3次，取平均值为该深度值的示值，然后再计