應(yīng)用壓電鈦酸鉛傳感器和電磁聲換能器進(jìn)行腐蝕鋼筋與混凝土接觸面檢測的方法

1、應(yīng)用壓電應(yīng)用壓電鈦酸鉛鈦酸鉛傳感器和傳感器和電磁聲換能器電磁聲換能器進(jìn)行腐蝕鋼筋與混凝土接觸進(jìn)行腐蝕鋼筋與混凝土接觸面檢測的方法面檢測的方法摘要摘要我們已經(jīng)進(jìn)行了一次應(yīng)用壓電鈦酸鉛傳感器（PZT）和電磁聲換能器相結(jié)合的方法進(jìn)行鋼筋與混凝土之間界面的觀測的試驗(yàn)。PTZ通過機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生彈性波然后是用EMAT接收超聲波的傳播制導(dǎo)波。這種方式是為了客服ＰＴＺ和EMAT的主要缺點(diǎn)。為了調(diào)查這種技術(shù)在某些環(huán)境下的適用性，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境之外，進(jìn)行不同形

2、態(tài)的鋼筋，比如無腐蝕，自然腐蝕，鍍鋅腐蝕等情況的實(shí)驗(yàn)。研究表明，PZTEMAT組合檢測方法對于鋼筋與混凝土界面的檢測是非常有效的。利用這種方法，在鋼筋混凝土界面可以有效地檢測腐蝕或無腐蝕試件的微小裂縫。該方法可推廣應(yīng)用在預(yù)應(yīng)力筋和土釘?shù)臋z測領(lǐng)域。關(guān)鍵字關(guān)鍵字——界面檢測、混凝土、PTZ、EMAT介紹介紹圓柱制導(dǎo)波(或蘭姆波)是彈性波，這種波在圓柱狀的結(jié)構(gòu)中傳播，如鋼筋和管道中。這種波重要的特點(diǎn)是：它們能傳播很長的距離，并且各種波的模式不

3、同類型的缺陷十分敏感。因此，與傳統(tǒng)的超聲波利用內(nèi)部缺陷對常規(guī)超聲波反射，傳輸，縱向或剪切波的散射的技術(shù)相比，這種技術(shù)，利用圓柱制導(dǎo)波進(jìn)行民用基礎(chǔ)設(shè)施無損檢測更有效。有些研究人員已經(jīng)應(yīng)用了制導(dǎo)波技術(shù)進(jìn)行土建結(jié)構(gòu)的缺陷檢查。Pavlakovic用時(shí)間的差異進(jìn)行界面漿液、鋼筋之間空隙的識別。Jung使用了蘭姆波檢測方法。Na使用傾向的角度和掃頻技術(shù)分層檢測鋼筋與混凝土界面之間的分層問題。已經(jīng)證明，該方法可以有效地用于檢查的界面裂縫的程度。上述

4、所有的實(shí)驗(yàn)都使用PZTs產(chǎn)生和接收制導(dǎo)波。當(dāng)使用PTZ時(shí)，必須仔細(xì)。因?yàn)槿魏卧隈詈鲜褂没虮砻婀鉂嵍确矫娴牟灰恢露紩绊憣?shí)驗(yàn)結(jié)果的一致性。因此，一般而言，運(yùn)用PTZ進(jìn)行多次試驗(yàn)是必要的。應(yīng)用超聲制導(dǎo)波限制了土木工程師的在民用建筑領(lǐng)域的檢測。這就是為什么選擇EMAT代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PTZ的原因。然而，EMAT在土建結(jié)構(gòu)檢測方面也有缺陷。這些都是無損檢測(NDT)所不希望的。最近證明PZTEMAT的組合混凝土組合是有效的檢查方式。他們想出劑。接收到

5、的信號是采用與脈沖回波技術(shù)相同的方式進(jìn)行分析。然而，雖然激光超聲在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中有航空航天和機(jī)械工業(yè)的應(yīng)用潛力，但它在檢查民用基礎(chǔ)設(shè)施或現(xiàn)場應(yīng)用上并不是很有前途。磁致伸縮傳感器采用磁致伸縮和逆磁致伸縮效應(yīng)。在過去，磁致伸縮裝置的發(fā)展緩慢是因?yàn)榇胖律炜s傳感器的能量轉(zhuǎn)換效率普遍偏低。然而，這種傳感器在相對較低的頻率下具有相當(dāng)大的應(yīng)用潛力，而不需要任何耦合劑。一些研究者已經(jīng)使用絕緣材料的磁致伸縮性能開發(fā)了一個(gè)新的磁致伸縮設(shè)備，而沒有使用磁致伸縮

6、材料。該裝置可以同鐵磁材料共同工作，也可用于非鐵磁性金屬甚至是非金屬材料，它通過在放置傳感器的地方提供鐵磁材料。這種傳感器已應(yīng)用于檢查絲，管和棒等構(gòu)件。EMAT在導(dǎo)電材料的洛侖茲力，電磁效應(yīng)，或兩者的結(jié)合下產(chǎn)生超聲波。這兩種現(xiàn)象影響試件的原子排列，使聲波直接在試樣中產(chǎn)生，而不是在該傳感器內(nèi)部。因此，這是一個(gè)非接觸式裝置。與PTZ相比EMAT的主要優(yōu)勢是它不需要任何耦合劑；因此，我們可以消除在無損檢測時(shí)使用偶合劑所引起的結(jié)果不一致。這一特

7、點(diǎn)吸引了研究人員應(yīng)用EMAT確定材料性能或檢測其結(jié)構(gòu)缺陷。該裝置另一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是是不同的引導(dǎo)模式可以通過改變線圈等方式改變。因此，該傳感器可以誘導(dǎo)特異的超聲模式包括正常梁和角梁剪切波，水平剪切波，瑞利波和蘭姆波.這有助于研究人員能夠方便地為特定測試選擇傳感器。EMAT的其他優(yōu)點(diǎn)是：（1）它可以利用水平極化剪切波有效地檢測奧氏體焊縫；（2）可在高溫下操作。然而，這種傳感器可能有一些缺點(diǎn)：（1）只可以用于黑色金屬和有色金屬，但這對于檢測非金

8、屬材料如纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（FRP）是不準(zhǔn)確的；（2）給出了一個(gè)相對較低的傳輸超聲波能量和低信號噪聲比；（3）激發(fā)能量關(guān)鍵取決于探頭附近的測試對象，距離為1mm之內(nèi)。要克服PTZ的主要缺點(diǎn)，即耦合劑和電磁超聲的要求，換言之，就是相對較低能量的超聲波的傳輸，Na和Kundu使用了PTZ和EMAY相結(jié)合的方式。他們嘗試將不同的PTZ和EMAT相結(jié)合作為發(fā)射裝置和接收裝置，并得出以下結(jié)論：1、可通過將PTZ直接接觸鋼筋作為發(fā)射機(jī)顯著提高接收到的