一、檢測項目分類

1. 裂縫深度檢測

• 原理：超聲波遇到裂縫時會發生繞射或反射，導致傳播路徑延長。通過對比無裂縫區域與裂縫區域的聲時差異，可計算裂縫深度。
• 方法：
  • 表面平測法：發射探頭（T）和接收探頭（R）置于裂縫同一側，沿裂縫移動探頭，監測聲時突變。
  • 對測法：探頭分置于裂縫兩側，通過擬合聲時-距離曲線計算深度。
• 適用場景：評估墻體、梁柱表面裂縫的擴展程度及結構安全性。

2. 混凝土強度推定

• 原理：超聲波波速與混凝土密實度、彈性模量相關，通過建立波速-強度回歸方程（需配合回彈法校準）推定抗壓強度。
• 關鍵參數：波速（通常為3000~5000 m/s）、頻率衰減。
• 注意事項：需結合試塊校準，避免骨料類型、含水率等因素干擾。

3. 內部缺陷檢測（空洞、蜂窩、離析）

• 原理：超聲波在缺陷區域會發生散射或反射，導致波幅降低、波形畸變。
• 檢測方法：
  • 網格掃描法：將檢測區域劃分為網格，逐點測量波速和波幅，繪制等值線圖判定缺陷位置。
  • 斷層成像（CT）：多探頭同步采集數據，通過三維重建呈現內部缺陷分布。
• 典型缺陷波形特征：
  • 空洞：波幅驟降，聲時延長。
  • 蜂窩：波形紊亂，高頻成分衰減顯著。

4. 密實度與均勻性評估

• 指標：波速標準差、波幅離散度。
• 應用：
  • 澆筑質量監測：識別澆筑不密實區域。
  • 凍融或侵蝕損傷評估：波速降低反映材料劣化。

5. 結構厚度檢測

• 方法：
  • 單面反射法：通過底面反射波聲時計算厚度（需已知波速）。
  • 雙面對測法：直接測量穿透時間計算厚度，精度更高。
• 難點：鋼筋密集區域需避開干擾信號。

6. 鋼筋位置與保護層厚度檢測

• 原理：鋼筋與混凝土聲阻抗差異導致超聲波反射。
• 操作：利用雷達原理（沖擊回波法）或超聲反射信號識別鋼筋位置，結合波速推算保護層厚度。
• 干擾因素：鋼筋間距過小易引起信號混疊。

7. 耐久性評估

• 檢測參數：
  • 碳化深度：波速與碳化程度呈負相關。
  • 氯離子侵蝕：通過聲發射技術監測微裂縫擴展。
  • 凍融損傷：波速下降幅度反映孔隙率變化。

二、檢測流程與注意事項

1. • 清理檢測表面，確保平整。
   • 標定儀器，設置探頭頻率（通常50~150 kHz）。
   • 預測試確定參考波速。
2. • 按規范布置測線或測點。
   • 記錄聲時、波幅、主頻等參數。
3. • 對比標準值或健康區域數據。
   • 使用專業軟件（如TICO、Pundit Lab）進行成像分析。
4. • 溫度修正（溫度每升高10℃，波速降低約1%）。
   • 鋼筋屏蔽：采用低頻探頭減少鋼筋反射影響。

三、技術優勢與局限

• • 無損檢測，適用于重要結構；
  • 可多維成像，定位精度高（可達±5 mm）；
  • 單次檢測獲取多參數（強度、缺陷、厚度等）。
• • 需耦合劑（如凡士林）保證探頭接觸；
  • 粗骨料（如卵石）可能導致信號失真；
  • 深層缺陷（>1 m）檢測精度下降。

四、工程應用案例

• • 問題：表面裂縫深度不明。
  • 方法：采用對測法，測得裂縫深度12 cm，判定為結構性裂縫需加固。
• • 方法：網格掃描+CT成像，發現3處直徑>20 cm空洞，指導注漿修復。

五、未來發展趨勢

1. 智能診斷系統：結合AI算法自動識別缺陷類型。
2. 多技術融合：與探地雷達（GPR）、紅外熱像儀聯合檢測。
3. 便攜化與實時化：無線探頭與移動端APP集成，實現現場快速分析。

結語