非金属超声波检测

　　2功能特点声参量自动判读、实时动态波形显示;接收灵敏度高(对微弱信号识别能力高，可准确检测缺陷大小和范围);体积小、重量轻、携带方便、双通道、可扩展性强;大容量充电电池――持久续集航，检测无忧;智能处理软件――实用、方便、功能强大;技术指标：非金属超声测桩仪

　　3应用领域自动测桩系统主要用于跨孔声波透射法桩身完整性的自动检测，其他功能与超声检测仪完全相同。超声透射法基桩、连续墙完整性快速检测;超声-回弹综合法检测混凝土抗压强度;超声法检测混凝土裂缝深度、不密实区域及蜂窝空洞、结合面质量、表面损伤层厚度、钢管混凝土内部缺陷;超声法单孔一发双收测井;耐火材料质量检测;地质勘查、岩体、混凝土等非金属材料力学性能检测。

　　4依据标准超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程--------------------------------------CECS 02：2005超声法检测混凝土缺陷技术规程----------------------------------------------CECS 21：2000建筑基桩检测技术规程------------------------------------------------------JGJ 106 —2003公路工程基桩动测技术规程--------------------------------------------------JTG/T F81-01-2004岩土工程勘察规范----------------------------------------------------------GB50021—2001建筑抗震设计规范----------------------------------------------------------GB50011—2001

　　5性能特点HC- U83自动测桩系统使用双通道信号快速采集系统及专利技术的深度计数装置，有效地提高了现场检测速度及换能器的使用寿命。在换能器移动过程中测桩系统可以 按照预定好的测点间距自动记录各测点声参量及波形。检测速度有了成倍的提高，测试一个100米长的剖面，每米存10个点，仅需要2分钟左右就可以完成，并 且已往需要三个人才能完成的测试工作只需要一到两个人就可以完成。在测试过程中可以随时通过屏幕显示的曲线看到整个剖面的测试结果。信号波形、声参量数据实时显示及分析处理，即时显示内部缺陷示意图，测试结果一目了然;快速、准确的声时、波幅自动判读功能，有效保证了测试数据的可靠，极大的提高了检测速度;在无缺陷混凝土中对测穿透距离可达10米，电火花震源单次激励穿透距离大于50米;外触发端口支持电火花、超磁致伸缩换能器等更多的发射源;面向用户设计的操作系统使测试过程规范划，随机分析功能满足现场数据分析的需要，界面友好、易学易用;主机直接为径向换能器供电，无需外接电源，性能可靠稳定;配备双向深度计数装置及管口导向轮，可同步记录、实时显示换能器位置，任意复测方便快捷;分析处理软件依据现行相关检测规范设计，全面支持windows操作系统，可自动生成检测报告;高可靠性工业级专用控制系统、256M存储器，高清晰、高亮度、大尺寸TFT彩色液晶屏，性能稳定可靠;标准USB接口、大容量移动存储器(U盘);内置高能锂电，即时充电“无记忆”，满足野外长期工作需要;体积小、重量轻(约2kg)，携带方便。

名 称

技术指标

名 称

技术指标

主控单元

工业级专用系统

显示方式

640×480高亮度TFT真彩液晶屏

声时精度

0.05μs

通道数

1发射+2接收+外触发

声时测度范围

0～629000μs

触发方式

信号触发、外触发

接收灵敏度

≤30μv

自动测桩提升系统

双通道自动测桩提升系统

采样间隔（周期）

0.05μs～400μs，14档可调

最小测点间距

0.05mm

放大器增益

82dB

测试速度

1m/s（0.1m一个点）

放大器带宽

10kHz～250 kHz

单剖面最大测点数

1024

幅度分辨率

0.39%

发射电压（V）

65、125、250、500、1000可选

通用接口

并口+USB口、支持移动存储

发射脉宽

20μs～20ms可调

操作方式

快捷键+光电旋钮

存储容量

256M（CF卡）+1G（U盘）

管口导向轮

2×0.3kg，27×9×10cm

三种供电方式

内置高能锂电池，连续工作达6h

主机适用打印机

HP及其兼容激光打印机

外置接口：12V DC

主机尺寸（mm）

250×185×58

100V~240V、50/60Hz

主机重量

1.8kg（含内置电池）

　　7操作规程安装与调试

　　1、 打开包装箱取出本仪器后，应从外观上检 放大器工作频率范围选择 在仪器内部的 2DT1 印制板上设有工作频率开关。仪器出厂时置于【2】位置，工 作放大器工作频率范围为 10-200kHz,适应混凝土构件及实际工程的检测。 当检测件较薄时， 使用探头频率高于 200kHz 时，可打开机箱盖板，将 2DT1 印制板上转换开关扳向【1】位置， 这时放大器的工作频率范围为 10kHz-1MHz。

　　2、 本仪器适用电源电压：交流 198-242V;直流 22-26V。使用时供电电压应符合规定 数值，如超过应外加稳压装置使其满足要求。在仪器后面板装有三芯交流电源插座，二芯直 流电源插座以及交直流供电转换开关。当使用交流 220V 时将转换开关拨至“AC” ，用直流 供电时开关拨至“DC” 。辉度、聚焦、显示位置调节辉 度、聚焦、显示位置的调节 当仪器接上电源后，将面板上的电源开关朝上拨， “电源指示表”的指针应在红区 范围内， 稍等片刻后， 便能看到扫描基线。 其清晰度可调节 【⊙】 聚焦旋钮， 必要时兼调 【*】 辉度旋钮，适当配合使基线清晰。基线的上下左右位置，可调节【↑↓】垂直位移和【←→】 水平位移旋钮， 使移到最适于观察的位置。 通常， 仪器要做精密测量， 须待开机后预热 30min, 等仪器工作稳定时，才能进行测量工作。重复频率选择重复频率选择 仪器的工作频率分 100Hz 和 50Hz 两种。拨动仪器后面板【重复频率】开关，可以 选择任何一种频率。当测试材料较薄时(即穿透距离较小时) ，应取 100Hz 的重复频率。扫描宽度的调节扫描宽度的调节 扫描宽度(即扫描速度)分 20、100、300、800、2000μs 五档。调节时可按探测 材料的声速和试件厚度来选定。一般来说，声速低的或试件厚的材料，应选用扫描宽度大的 档位，以便在荧光屏上显示接收波形复式时标的调节1、 复式时标的调节 后面板 【时标】开关置于 【接】 位置时，荧光屏基线上可以看到长短相间的时标列， 其中，短幅度的时标每个间隔为 10μs，长幅度的时标每个间隔为 100μs。如图 1。当不用 复式时标时，将开关置于【断】处。接收探头直接耦合，读下时间读数 t1，然后将发射、接收探头耦合至试件两端，读下时间 读数 t2，则超声波脉冲在试件中的传播时间为 t = t1 - t2 发射电压的调节 面板上的【发射电压 V】分 0 v、200 v、500 v、1000v 三档。当检测的试件较厚 或试件材料对超声波的衰减严重时，应选择较高的发射电压档;反之，可用较低的发射电压 档，在装卸发射探头或不进行测试时，应将开关旋至【0】档。

　　2、发射 接收 当需要展宽接收波的波形时，应当减少扫描宽度，同时适当加大延迟，使接收波显 示在荧光屏上的适当位置。扫描宽度越小，波形可以展得越宽。当扫描宽度一定时，增大扫 描延迟，接收波在荧光屏上将自右向左移动，如图

　　3： 扫描延迟加大时 【调零】的调节 面板上的【调零】装置，是为了扣除检测过程中的“零读数”to 而设置的，扣 除方法是：当电缆长度、探头已定且 to < 7.5 μs 时，可用一根已知超声波穿透时间的参 考棒作为检测试件，用小螺丝刀旋转【调零】装置，使仪器读测的穿透时间与参考棒上标称 时间一致。这样，当用同样长度的电缆，同样频率的探头以及同样耦合条件来检测试件时， 仪器上的时间读数即为扣除了“零读数”后超声波在试件中的实际传播时间。当电缆长度、 探头频率已定，to > 7.5 μs 时，先将【调零】旋钮顺时针方向旋至最大，然后将发射

　　探测灵敏度的调节探测灵敏度的调节 面板上【增益】旋钮和【衰减 dB】按键是探测灵敏度的主要控制器。顺时针方向 旋转【增益】旋钮时，灵敏度增大，相反则小。按下【衰减 dB】 ，可获得一定的衰减量，其 值小时，灵敏度高，反之则低。适当调节增益和衰减，可以得到合适的波形和幅度。扫描延迟的调节

1、 扫描延迟的调节 面板上的【粗调】 、 【细调】【精调】为扫描延迟旋钮， 、 顺时针方向旋转时延迟增大， 反之减少。 【粗调】【细调】【精调】总的延迟时间范围为 180-3500μs，其中【精调】的 、 、 延迟范围为 10μs。由于超声波发射时刻总是滞后于同步 200μs，所以当【粗调】【细调】 、 、 【精调】反时针方向旋转至最小时，可以在荧光屏上显示出发射信号。 为了同时在荧光屏上显示出发射和接收信号，除了应把【粗调】【细调】【精调】 、 、 反时针旋转至最小外，尚须适当加大扫描宽度，试件越大，扫描宽度也应越大，发射接收当需要展宽接收波的波形时，应当减少扫描宽度，同时适当加大延迟，使接 收波显 示在荧光屏上的适当位置。扫描宽度越小，波形可以展得越宽。当扫描宽度一定时，增大扫 描延迟，接收波在荧光屏上将自右向左移动，扫描延迟加大时 【调零】的调节 面板上的【调零】装置，是为了扣除检测过程中的“零读数”to 而设置的，扣 除方法是：当电缆长度、探头已定且 to < 7.5 μs 时，可用一根已知超声波穿透时间的参 考棒作为检测试件，用小螺丝刀旋转【调零】装置，使仪器读测的穿透时间与参考棒上标称 时间一致。这样，当用同样长度的电缆，同样频率的探头以及同样耦合条件来检测试件时， 仪器上的时间读数即为扣除了“零读数”后超声波在试件中的实际传播时间。当电缆长度、 探头频率已定，to > 7.5 μs 时，先将【调零】旋钮顺时针方向旋至最大，然后将发射、查各旋钮、开关、螺钉是否紧固、完整 无损、然后进行通电检查。

2、接收探头直接耦合，读下时间读数 t1，然后将发射、接收探头耦合至试件两端，读下时间 读数 t2，则超声波脉冲在试件中的传播时间为 t = t1 - t2 发射电压的调节 面板上的【发射电压 V】分 0 v、200 v、500 v、1000v 三档。当检测的试件较厚 或试件材料对超声波的衰减严重时，应选择较高的发射电压档;反之，可用较低的发射电压 档，在装卸发射探头或不进行测试时，应将开关旋至【0】档。

3、 【同步输出】【接收输出】的应用 、 仪器后面板设置【同步输出】【接收输出】插座。前者提供同步输出信号，一则 、 可以在必要时外接示波器监测该机的同步系统工作是否正常， 二则当外接示波器检查仪器各 系统的信号时， 可以作为示波器的外触发同步信号， 以便使要检查的信号能稳定地显示在外 接示波器上。后者提供接收输出信号，以便必要时将该信号输给有关测量仪器，作为分析之 用。 (如输给频谱分析仪，作为频谱分析之用) 。声速的测量

1、 测量原理： 用黄油或其它耦合剂使探头与被测介质良好接触， 如果被测介质长 度 L 为已知，那么只要测出从发射至接收之间的传播时间 t ，则声速 c 由下式决定： c = L / t ; L-被测介质的长度(m) ; t-超声脉冲在试件中的传播时间(s) 。 c-超声波传播速度(m/s) 实际上仪器上读得的超声脉冲传播时间 t’> t ,即： t’= t + t 0 这里的 t0 即为零读数，零读数的产生是因为仪器、电缆、探头中有种种电延时和声延 时，故即使发射、 接收探头直接耦合， 仪器仍有一定的时间读数，这就是零读数。它随仪器、 电缆长度、换能器以及读时方法而异。所以在测试中必须设法扣除。

2、 时间读测方式 时间读测方式有三种即： 游标法读数、 “手动” 整形自动读数， 复式时标读数。 前两种可以参照“【调零】的调节”中所述的方法扣除和 t0,第三种则必须采用其它手 段来扣除 t0,现详细分述如下：

① 游标读数法，数码显示 将面板上的【计数】开关拨向【手动】档，根据检测试件的厚薄，材料的衰 减情况，选择合适的发射电压和扫描宽度。调节扫描延迟旋钮，使接收波显示在荧光屏上的 适当位置，调节【衰减 dB】和【增益】旋钮，使接收波首波高度为 8 格，然后旋转【微调】 旋钮(即改变标记脉冲的位置)使脉冲的后沿对准接收波的首波前沿，则数码显示器上显示 的数字即为超声波脉冲的传播时间 t， (注意：此处 t 已扣除 t0,下同) 。有时为了调节方便， 也可先旋动【微调】旋钮，置标记脉冲后沿于荧光屏偏左的适当位置，然后再调节扫描延迟 旋钮， 使接收波的首波前沿对准标记脉冲的后沿， 则数码显示器上显示的数字为超声波脉冲 的传播时间。

② 整形自动读数，数码显示 将面板上【计数】开关拨向【自动】档，扫描宽度和发射电压的选择同①， 使接收波显示在荧光屏上适当的位置，调节【衰减 dB】和【增益】旋钮，使接收波的首波 高度为 8 格，然后把衰减量减去 10dB，此时显示器上显示的数码即为超声波脉冲的传播时 间。 应当加强指出， 自动读数总比手动读数大。 而且这一差值的大小与测试距离、 探头频率、 接收灵敏度等都有直接关系。一般来讲，在测试距离、探头频率已定的条件下，提高接收灵 敏度可以缩小自动读数的差异。因此这种使用方法只能作为参考。

③ 复式时标读数 当数显系统出现故障时，亦可采用复式时标配合面板上的【精调】旋钮，以及 显示波形来读测传播时间，作为临时应急措施。把后面板【时标】开关拨向【接】 ，荧光屏 上即显示出时标脉冲。把扫描延迟【粗调】【细调】逆时针旋至最小， 、 【精调】逆时针方向 旋至零刻度线上。这时荧光屏上将显示出发射脉冲。置【扫描宽度】开关于适当档位，使标 记脉冲后沿对准发射脉冲的前沿，如图 4a 所示，则传播时间为 t = t1 + t2，由时标读得 (20μs) ;调节扫描延迟，使接收波之前的 10μs 时标对准标记脉冲后沿，如图 4b 所示， 然后调节【精调】刻度旋钮，将接收波前沿对准标记脉冲后沿，如图 4c 所示，这时转过的 刻度即为 t2 的值。发射 接收 a t1 接收 t2 b t2 接收 c 图 4 复式时标读数 必须强调指出，用复式时标法测得 t’=t + t0。包含了超声脉冲的传播时间和零读数 t0， 即 t’=t + t0。因此必须用有关方法另外测出 t0 然后才能求出超声脉冲的传播时间 t = t’- t0。衰减器的调节1、 衰减器的调节：衰减器总衰减量为 80dB，分 0.5dB×2，1dB×9(个位档) ， 10dB×7(十位档)三种档级连续可调。0.5dB 档由两个拨开关转换，当任一开关拨上时， 衰减量为 0.5dB，拨下为 0dB;个位、十位档级分别采用 10 位及 8 位按键转换开关，按键上 方标称的数字表示按该键按下时的衰减量。 使用时， 个位、 十位档按键均应有一个键按下 ，才能使衰减档级接通。不然，衰减器就变成断路，接收信号无法送至接收放大 器，造成没有接收信号显示。衰减器的读数是三个档级读数的总和。

例如：0.5dB 档有一个 开关拨上，个位档级的“2”键按下，十位档的“40”键下，此时，衰减器的读数为 42.5dB。2、衰减器有两方面的应用。一是对接收到的强信号进行衰减，获得适当的幅度， 送至接收放大器， 减少强信号造成的失真。 二是用来比较两种不同材质的工件对声波的衰减。

3、比较测量① 取一参考试件。将发射、接收探头良好地接触于试件两端，调节扫描延迟旋 钮，使接收信号显示在荧光屏上。调节【增益】旋钮，使接收信号第一个波形有较大的振幅 (如 4 格) ，读取此时的衰减量 d1，并保持【增益】旋钮位置不变。② 将发射、接收探头良好地接触于待比较的试件两端，调节扫描延迟，使接收 信号显示在荧光屏上。调整衰减器的档位，使接收信号第一个波的幅度仍为 4 格，读取此时 的衰减量 d2，则△d=d2-d1 即为待比较的试件相对于参考试件的衰减量。波形的观察波 形的观察 对非金属材料或构件进行检测时， 接收波形的观察研究也有很大意义。 根据波形 的变化情况(振幅、畸变、频谱等) ，对材料或构件内部是否存在缺陷或其它非均匀性，可 提供有参考价值的资料。仪器选购件有照像设备，必要时可对波形进行拍照，以供分析参考 之用。前置放大器的连接与使用

1、当探测件较大，探头线较长时，为了提高接收放大器输入端的信噪比，可采用 前置放大器。

2、 前置放大器的安装： 使用前应将前置放大器盖板打开， 按照规定极性装入二只 Y1154 锌银扣式电池，然后装回盖板。

3、 前置放大器的连接与使用：将前置放大器的【输入】插座通过 1m 的连接电缆 接至探头的插座; 【输出】插座通过连接电缆接于仪器面板上的【收】插座。

注意：发射输出电缆线，不得误接前置放大器的插座，防止损坏前置放大器!打开侧面 的电源开关(开关置于【开】位置) ，前置放大器即处于工作状态。不用时应将电源关闭。 如果估计在较长时间内不使用前置放大器时，应将里面的电池取出，以免霉锈。