一、检测项目分类

1. 裂缝深度检测

• 原理：超声波遇到裂缝时会发生绕射或反射，导致传播路径延长。通过对比无裂缝区域与裂缝区域的声时差异，可计算裂缝深度。
• 方法：
  • 表面平测法：发射探头（T）和接收探头（R）置于裂缝同一侧，沿裂缝移动探头，监测声时突变。
  • 对测法：探头分置于裂缝两侧，通过拟合声时-距离曲线计算深度。
• 适用场景：评估墙体、梁柱表面裂缝的扩展程度及结构安全性。

2. 混凝土强度推定

• 原理：超声波波速与混凝土密实度、弹性模量相关，通过建立波速-强度回归方程（需配合回弹法校准）推定抗压强度。
• 关键参数：波速（通常为3000~5000 m/s）、频率衰减。
• 注意事项：需结合试块校准，避免骨料类型、含水率等因素干扰。

3. 内部缺陷检测（空洞、蜂窝、离析）

• 原理：超声波在缺陷区域会发生散射或反射，导致波幅降低、波形畸变。
• 检测方法：
  • 网格扫描法：将检测区域划分为网格，逐点测量波速和波幅，绘制等值线图判定缺陷位置。
  • 断层成像（CT）：多探头同步采集数据，通过三维重建呈现内部缺陷分布。
• 典型缺陷波形特征：
  • 空洞：波幅骤降，声时延长。
  • 蜂窝：波形紊乱，高频成分衰减显著。

4. 密实度与均匀性评估

• 指标：波速标准差、波幅离散度。
• 应用：
  • 浇筑质量监测：识别浇筑不密实区域。
  • 冻融或侵蚀损伤评估：波速降低反映材料劣化。

5. 结构厚度检测

• 方法：
  • 单面反射法：通过底面反射波声时计算厚度（需已知波速）。
  • 双面对测法：直接测量穿透时间计算厚度，精度更高。
• 难点：钢筋密集区域需避开干扰信号。

6. 钢筋位置与保护层厚度检测

• 原理：钢筋与混凝土声阻抗差异导致超声波反射。
• 操作：利用雷达原理（冲击回波法）或超声反射信号识别钢筋位置，结合波速推算保护层厚度。
• 干扰因素：钢筋间距过小易引起信号混叠。

7. 耐久性评估

• 检测参数：
  • 碳化深度：波速与碳化程度呈负相关。
  • 氯离子侵蚀：通过声发射技术监测微裂缝扩展。
  • 冻融损伤：波速下降幅度反映孔隙率变化。

二、检测流程与注意事项

1. • 清理检测表面，确保平整。
   • 标定仪器，设置探头频率（通常50~150 kHz）。
   • 预测试确定参考波速。
2. • 按规范布置测线或测点。
   • 记录声时、波幅、主频等参数。
3. • 对比标准值或健康区域数据。
   • 使用专业软件（如TICO、Pundit Lab）进行成像分析。
4. • 温度修正（温度每升高10℃，波速降低约1%）。
   • 钢筋屏蔽：采用低频探头减少钢筋反射影响。

三、技术优势与局限

• • 无损检测，适用于重要结构；
  • 可多维成像，定位精度高（可达±5 mm）；
  • 单次检测获取多参数（强度、缺陷、厚度等）。
• • 需耦合剂（如凡士林）保证探头接触；
  • 粗骨料（如卵石）可能导致信号失真；
  • 深层缺陷（>1 m）检测精度下降。

四、工程应用案例

• • 问题：表面裂缝深度不明。
  • 方法：采用对测法，测得裂缝深度12 cm，判定为结构性裂缝需加固。
• • 方法：网格扫描+CT成像，发现3处直径>20 cm空洞，指导注浆修复。

五、未来发展趋势

1. 智能诊断系统：结合AI算法自动识别缺陷类型。
2. 多技术融合：与探地雷达（GPR）、红外热像仪联合检测。
3. 便携化与实时化：无线探头与移动端APP集成，实现现场快速分析。

结语