無線沖擊回波檢測儀

1、使用安全
●無線沖擊回波檢測儀充電電源請使用 220V 交流電；長期放置時需要定期充放電，一般 3 個月左右需要進行一次充放電。

●設備充電時請勿使用連接松弛的插座，充電式請將設備電源關閉。

●測試主機使用時輕拿輕放，一定需要注意避免強烈震動與撞擊。

●測試主機防護等級為 IP63，在小雨情況下可直接置于室外短時間(0.5 ~ 1 h)使用，但需避免雨水直接潑灑情況；請勿長期在濕度≥90%RH 環境下使用；如落水請先關閉電源后去除水漬，確定無滲水后方可使用(注：去除水漬后放置 2~3 個小時，觀察節點下端是否出現滲水)。

●傳感器防護等級為 IP67，具備短時間內耐侵水能力，建議水下持續放置時間不超過 12h，使用完后需去除表面水漬。

●數據傳輸使用 WIFI 傳輸，傳輸模塊為獨立 WIFI，防護等級為 IP63，在小雨情況下可直接置于室外短時間(3~4h)使用，但需避免雨水直接潑灑情況；請勿長期在濕度≥90%RH 環境下使用。

●移動 PC 終端為 windows 操作系統平板電腦，需盡量避免充電過程中使用。

2適用范圍
無線沖擊回波檢測儀用于工程中常見的僅能提供單面檢測工位的構件，如橋梁梁板、橋梁波紋管、剪力墻小套筒注漿、隧道襯砌、鋼混結構、混凝土路面等。按其測試方式可將其使用范圍劃分為兩類：(1) 面檢測方式；(2) 線檢測方式。

1、面檢測方式

面檢測方式指在一個平面內以一定間距布置測點，形成一個完整檢測面，從而進行面檢測。面檢測方式主要爭對大體積混凝土內部缺陷的檢測，例如橋梁梁板內部缺陷、隧道襯砌結合面質量、鋼混結構脫空等檢測。

2、線檢測方式

線檢測方式指在一個平面內以一定間距布置測點，但測點僅沿一條線布置， 形成一維完整的測線，從而進行線檢測。線檢測方式僅爭對預應力梁孔道、剪力墻小套筒注漿質量檢測。孔道注漿質量檢測是的重要應用，其配合全長透射檢測可實現預應力梁孔道注漿密實度定性、定量檢測。在使用情況下，沿波紋管走向逐點檢測確定注漿孔道缺陷位置以及缺陷嚴重程度。

3、名詞釋義

●測試主機：系統中用于沖擊回波法單面檢測信號采集的儀器，該主機是基于ARM 操作系統。

●加速度傳感器：接收機械振動信號，并將振動信號轉化為電信號的硬件。

●信號激發器：產生激發源的敲擊裝置，使用信號激發器可實現自動敲擊功能。

●應力波：應力波指材料中應力、應變狀態的變化以波的方式傳播形成的一類機械波。在本系統中，應力波的產生為自動敲擊器、超磁震源或手錘等敲擊而產生的機械振動。

●波幅：應力波能量強弱的表征值，通常使用電壓值大小或歸一化后的數值大小表示，波幅大小隨時間變化曲線即為時域波形圖。

●信號觸發：當振動實際產生后，并達到設定的幅度時觸發采集系統記錄信號的信號采集方式。

●時域信號：振動幅度隨時間變化的曲線。

●頻域信號：現實中所有采集的時域信號都是多個不同頻率信號疊加組成的，頻域信號即反應各種不同頻率信號所占比重。

●波列：所有測點測試的時域信號在同一坐標系中按順序堆列構成的波形圖。

●頻列：所有測點測試的頻率信號在同一坐標系中按順序堆列構成的譜圖。

●厚列：所有測點測試計算的厚度在同一坐標系中按順序堆列構成的圖譜。

●波彩：所有測點測試時域信號彩色譜圖，與波列圖類似。

●頻彩：所有測點測試的頻率信號彩圖，與頻列圖類似。

●平面：測試平面三維成像譜圖的平面譜圖，該平面譜圖上帶有測試平面的坐標位置。

4、儀器特點

●適用多種僅能提供單面檢測的混凝土結構缺陷檢測；

●單面檢測，無需耦合劑，檢測方便、快捷，檢測結果直觀、準確可靠；

●應力波信號自動激發，敲擊信號穩定可靠，重復性高；

●采用 WIFI 無線數據方式，適用多種復雜測試工況條件；

●多種實時色譜圖顯示，測試缺陷位置分布實時顯示；

●數據分析處理軟件，小波、三維成像功能；

●熵值分析輔助功能。

5、基本參數

■操作系統：Windows

■控制系統：本機按鈕，遠程控制

■傳輸距離：空曠環境≤ 120 m

■供電模式：內置 8.0 Ah 鋰電

■工作時長：測試主機≤ 14 h；移動 PC≤ 7 h

■通道數量：1 發射 1 接收

■激振方式：手動/自動

■測試厚度：10 ~ 60 cm

■傳感器：加速度傳感器，20 KHz

■發射電壓：最大 1000 V

■采樣頻率：1 MHz

■采樣字節：1 Kb

■AD 精度：24 位

■放大增益：29/35/41/47/53/59/65/71 dB 可選

■發射能量：1 ~ 255 連續可調

■工作環境：溫度 - 10 ~ 50°C

■防水等級：IP68，防水防塵

■主機尺寸：200 × 125 × 50 mm

■主機重量：1.3 Kg

6、儀器原理

1測試技術原理

沖擊回波法是一種基于應力波傳播特性的無損檢測法，其原理是利用機械方式沖擊混凝土表面產生應力波，該應力波會在結構中傳播，因為波阻抗的差異， 應力波會被內部缺陷和外部表面反射，來回反射的應力波會形成一種特殊共振模態。圖 2.1 為沖擊回波法測試混凝土內部缺陷原理示意圖，當應力波以波速 Vp 傳播時，缺陷位置信號與構件底部信號頻率分別為：

f1  ? Vp     h1

f ? Vp H

式中 f1 和 f 分別為缺陷信號特征頻率和構件底部信號特征頻率，h1 和 H 分別為缺 陷位置厚度和構件厚度。當內部存在缺陷時，應力波波速 Vp 較正常構件偏低， 構件厚度特征頻率向右發生偏移，并且在頻譜圖中出現缺陷厚度位置的特征頻率， 如下圖 2.1(b)所示。

2.沖擊回波測試技術原理

與傳統超聲波檢測技術比較，沖擊回波檢測技術優勢主要體現在單面檢測、檢測厚度大、不需要耦合劑。此外，沖擊回波檢測結果受混凝土結構材料組分和內部結構狀況差異的影響小。

7、注意事項

●測試要求測點位于孔道正上方，因此在測點標識過程中，務必畫出孔道走向測線后再畫測點，并且測點等間距且不得大于 20 cm。

●通常情況下，注漿缺陷往往出現在孔道的兩端，在條件不允許的情況下， 可選擇孔道兩端到起彎點進行逐點測試。

●沖擊回波檢測所使用傳感器為加速度傳感器，要求測試面與傳感器剛性接觸，因此在測試前需將測試面清理干凈，去掉浮漿等。

如測試過程中 WIFI 信號時常出現掉線情況，請檢查電量以及 WIFI 天線連接是否牢固。

8、使用操作

按檢測方式可劃分為面檢測和線檢測方式，其中面檢測方式主要針對大塊狀混凝土結構內部缺陷或結合面質量；線檢測方式僅針對橋梁預應力孔道和剪力墻小套筒灌漿密實度檢測。本章將按兩種檢測方式對測試操作進行詳細介紹。

1線檢測方式

預應力梁孔道和剪力墻小套筒灌漿密實度檢測一定需要提前布置好測點并逐一標記，并且測點方向一定沿孔道走向分布同時保證測點在孔道正上方。通常建議測點間隔 15 ~ 20 cm 即可，測點沿 X 軸方向布置，如下圖 4.1 所示測點示意。測試前還需要清理測試面，去除測試面的浮漿。

2儀器連接

按要求連接信號接收與信號激發裝置，連接示意圖。加速度傳感器與主機連接接口為 Q9 接口，其在主機端的公頭上有兩個凸起，傳感器端母頭上對應的有凹槽，接入時對準插入后向右旋轉 90°即可； 拔下時按稍用力按住母頭后向左旋轉 90°后拔出(此操作需要注意新接口可能較緊，拔下時請勿拽信號線)。

3通信與采集

在移動 PC 中找到名稱為“LAT-IEV-AP"無線網絡，輸入連接密碼“caet3124"即可開始連接 WIFI 信號。打開移動 PC 端沖擊回波測試采集軟件，查看軟件狀態欄中工作狀態，如顯示“正在連接網絡"字樣則表示 PC 正自動尋找 WIFI 路由，當顯示“空閑"字樣時則表明網絡通訊正常。

信號采集時通常選擇 Y 軸固定，孔道走向為 X 軸。信號激發器與傳感器的距離控制在 3~5 cm 以內，并且傳感器和信號激發器均需要用少許力量按壓，如下圖 4.4 所示。使用軟件默認采集參數采集信號，觀察時域信號幅值，依據幅值大小調節好放大倍數。隨后設置工程測試文件名稱、測點間距等測試信息，開始依次按以畫好的測點進行測試。