大型实体模型应用案例 | A1040 MIRA混凝土三维超声成像仪

      超声波在混凝土介质中传播,会产生复杂的反射、透射、折射等现象,检测效果很大程度上依赖于超声检测数据的成像结果。近年来新的超声换能器、阵列技术和数据处理方法的引入,带动了超声成像技术应用的发展。其中超声横波反射法利用横波不能在流体中传播的特征,与超声纵波法相比,其检测效果对混凝土内部缺陷的反应更为敏感。常见的应用包括厚度测定、裂纹定位以及内置组件定位和非均质性的表征。目前对于超声横波反射法检测数据的成像通常采用合成孔径聚焦技术(SAFT)，SAFT成像算法能获得高分辨率的检测图像。但往往在实际检测中,由于混凝土介质的非均质性和复杂性,超声波速估计的不准确会导致信号不能被聚焦到真实位置,从而降低SAFT成像的质量。

图 1 混凝土道床模型设计示意图

      为了研究A1040 MIRA混凝土三维超声成像仪对混凝土内部钢筋结构的定位以及厚度的测定,按照真实隧道结构制作了1：1大型实体模型。该模型由多块管片拱底块拼接而成,管片上部道床尺寸、配筋设计如图1所示。模型上、下层钢筋直径为14mm，上层钢筋距道床表面375px,中心处道床厚度为1750px,在浇筑过程中采用塑料薄膜使道床与管片之间形成间隙,模拟实际道床脱开的情况.

图 2 混凝土道床模型实体照片

图2为制作好的大型隧道道床模型实体照片,可见沿管片延伸方向布置了一条检测测线。

图 3 结构成像图

图3为检测测线仪器内置SAFT 成像的结果，成像剖面中,道床上、下层钢筋结构反射清晰可见, 道床与管片脱开界面处反射能量较强且连续性好,管片上预制的两个小台阶处均存在较强的反射，整体结构检测清晰可见。A1040 MIRA混凝土三维超声成像仪采用合成孔径聚焦技术成像，在检测效果对混凝土内部缺陷的反应敏感，相对于其他检测方法，并不需要耦合剂且成像直观，能很好的反映内部的形态。

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