陣列式超聲與結構雷達“雙子星”組合在結構檢測中的優異表現

超聲波通過混凝土傳播后，其聲學參數將變化，通過這些數據的變化可以探測混凝土內部的缺陷、裂縫等情況。

檢測影響因素

聲阻抗又稱為聲波阻抗或音阻，它是影響超聲波傳播的重要因素。聲波傳導的本質是“介質偏離平衡態的小擾動"的傳播，聲阻抗是讓介質位移所需克服的阻力，它是介質一種物理特性。每一種介質都有*的聲阻抗，代表介質對聲波傳輸的阻力，它的值為介質中聲音密度和速度的乘積。

Z = ρ * c

z表示聲阻抗，ρ表示介質密度，c表示介質聲速

雷達能夠探測物體的原因是目標物與周圍區域的介電常數不同。目標物與周圍區域接觸的面形成了雷達的反射截面，反射截面對雷達波的反射能力稱之為反射率。反射率越大，則該目標物對雷達波越敏感，雷達探測的信號則越強，反之則越弱。

目標物和周圍區域的介電常數差異越大，則該目標物越容易被探測到。假定周圍區域的介電常數K1，目標物體的介電常數為K2，則該物體表面的反射率計算公式為：                

超聲波與雷達檢測技術的比較

1. 超聲波成像技術對非金屬、缺陷更敏感。采用更低的頻率，頻率越低，波長越長，因此在測深方面更加優于雷達技術。

2. 結構雷達在混凝土結構中，存在著一定的盲區，遇到金屬幾乎全反射，因此無法穿透金屬進行下方的金屬檢測。同時結構雷達頻率一般較高，頻率越高，波長越短，頻率精度越高，探測越準確。

通過PD8050陣列式超聲掃描儀探測柱子內部的鋼筋排布以及柱子的厚度，同時結合GP8800雷達輔助判讀鋼筋的位置、間距與埋深等。本次采用橫向檢測手段，橫波波速實測值為2608m/s，混凝土強度為40Mpa（動泊松比為0.24），計算其縱向分量超聲波速為4459m/s。

1. 經PD8050探測后，我們找出了5根主筋距離表面的距離：①-④ 在 Y軸深度約0.06m，方向大體統一，在X軸水平位移距離分別是0.02m，0.18m， 0.33m， 0.48m， 0.64m(見圖A)。

2. 圖B箭頭所示為右側鋼筋⑤的信號（位于Y軸約0.20m）。此外，通過B圖可知，0.75m處為柱子底部空氣反射，空氣反射率為*，其它區域由于邊界效應帶來的影響，因此中間部分反射十分明顯，得出柱子厚度為0.75m。

3. 除了清楚地發現鋼筋的數量、位置外，PD8050還探測出③④鋼筋之間存在著混凝土澆灌不密實帶來的缺陷。

GP8800遷移視圖和雷達圖

1. 經GP8800探測可知：5根主筋距離表面的距離在 Y軸深度約6cm，方向大體統一，5根主筋等距排列，在X軸水平位移距離分別是0.02m，0.18m， 0.33m， 0.48m， 0.64m (見上方遷移視圖和雷達圖)，這與PD8050探測結果基本一致。

2. GP8800手持雷達在金屬測試領域，具有快速掃描、準確判斷鋼筋位置與分布等功能，另外在測深方面，柱子厚度約75cm已超出GP8800的有效測試范圍。

通過兩款產品原理與檢測結果的比較，我們發現兩種產品側重點不同。測深方面兩款產品可以做互補，分析方面雷達更加偏向于鋼筋檢測，可以快速地輔助判讀，以避免超聲數據分析存在誤判等問題。另外超聲可通過鋼筋進行透射，對于雷達測二層鋼筋方面能起到一定的互補作用，效率方面雷達要優于超聲，因此雷達可以快速掃查，超聲可輔助其做精細化的復查。

綜上，針對現階段的鋼-混結構式建筑，超聲與雷達的組合可為您提供完整、直觀的結構檢測，是一款更適合您的綜合、簡單、高效的無損檢測方案。