ES掃描式?jīng)_擊回波測試系統(tǒng) IES掃描式?jīng)_擊回波測試系統(tǒng)主要應用于具備平整測試表面的大型板狀混凝土結(jié)構(gòu)的厚度及內(nèi)部缺陷檢測，并能對測試結(jié)果進行二維及三維成像，直觀顯示結(jié)構(gòu)的厚度及內(nèi)部缺陷情況。
IES掃描式?jīng)_擊回波測試系統(tǒng)的詳細介紹
掃描式?jīng)_擊回波測試系統(tǒng)IES，主要應用于具備平整測試表面的大型板狀混凝土結(jié)構(gòu)的厚度
及內(nèi)部缺陷檢測，并能對測試結(jié)果進行二維及三維成像，直觀顯示結(jié)構(gòu)的厚度及內(nèi)部缺陷情況。
應用范圍：
● 混凝土板、混凝土路面、橋面、飛機跑道厚度及內(nèi)部缺陷的快速檢測
● 隧洞二襯的厚度、內(nèi)部缺陷的快速檢測
● 橋梁預應力管道灌漿飽滿度情況的快速檢測
儀器組成:
（1）Freedom Data PC 數(shù)據(jù)采集單元
● 高亮度彩色LCD，在強光下和夜晚均可使用
● 內(nèi)置鋰電池可連續(xù)使用8～12小時，也可使用110/220V交流電源或12V直流電源
● 插件式多通道數(shù)據(jù)采集模塊，可跟不同傳感器組合形成多種測試系統(tǒng)
● 防震、防水設(shè)計，適合現(xiàn)場惡劣環(huán)境
● 10/100MB LAN、USB、CRT，串/并口
● 模擬/數(shù)字16通道PCI數(shù)據(jù)采集卡
● 120GB硬盤及外置DVD-RW
● National Instruments short-form PCI 16位A/D卡
● 采樣率：每個通道1M/秒，16通道可同樣按此速率采樣
● 增益范圍：×1至×8000標準
● 頻率范圍：DC-500000Hz
（2）IE Scanner掃描式?jīng)_擊接收單元
● 內(nèi)置螺線管沖擊器
● 帶有6個位移傳感器的滾動傳感器測試輪
● 一體化的沖擊器單元及接收器單元，使得測試非?？旖?
● 帶有微型麥克風，方便通過聲音辨析淺的缺陷
● 帶有1.5米長可調(diào)節(jié)延長桿，非常便于地面和頂面測試
儀器技術(shù)規(guī)格：
● 測試厚度范圍：9～100cm；
● 測試精度：2%（需標定出準確波速并測試平整密實的混凝土板結(jié)構(gòu)）；
● 測試速度：慢速步行的速率；
● 滾動傳感器，每隔1英寸進行一次測量；
技術(shù)優(yōu)勢：
● 測試時不需要耦合劑；
● 測試時只需要一個測試面；
● 測試時不受鋼筋影響；
● 測試效率很高，一小時可有3000個點的測試數(shù)據(jù)；
● 對表面有油漆或粘結(jié)良好的瓷片，同樣可以測試；
● 對板厚度或內(nèi)部缺陷可進行三維成像，更直觀顯示缺陷
沖擊回波的測試原理
如下圖所示:用小錘或沖擊器作為激振源在混凝土表面敲擊產(chǎn)生壓縮波，然后用放置在沖擊器附近的接收傳感器接收從結(jié)構(gòu)底面或者缺陷處反射回來的壓縮波。在已知壓縮波波速的情況下，經(jīng)過信號轉(zhuǎn)換及分析處理來計算混凝土的厚度、探測內(nèi)部的孔洞、裂隙、剝離等缺陷。沖擊回波測試厚度方法符合美國ASTM Standard C1383-2002規(guī)范，另外，美國混凝土協(xié)會ACI也把沖擊回波方法列為確定孔洞、蜂窩、裂縫、分層等缺陷的方法之一（ACI 228.2R-98）。
接收器接收到反射波后，通過快速傅立葉轉(zhuǎn)換把時間域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為頻域數(shù)據(jù)，然后確定回波的頻率峰值f，計算結(jié)構(gòu)的厚度和缺陷D=（b*Vp）/2f（其中b是形狀系數(shù)，對板/墻來說是0.96，對于梁和柱該值更小，根據(jù)厚度和寬度的比值確定，Vp是壓縮波波速。）如右圖所示：
IES 掃描式?jīng)_擊回波方法相對于普通IE 單點沖擊回波方法的優(yōu)點
1. IES 方法采用滾動傳感器技術(shù)，每一小時可測2000－3000 個點，可進行大面積普查檢測，極大地提高了檢測效率。而普通的IE 系統(tǒng)每小時僅可測30－60 個點，只能用于測試較小，非常關(guān)鍵的部位。
2. IES 方法可沿直線以一英寸的間隔進行快速測試，多條測試線組成的所測數(shù)據(jù)經(jīng)軟件處理可快速形成三維圖像，直觀顯示結(jié)構(gòu)的厚度變化以及缺陷位置及程度。普通IE方法要做到三維成像非常困難，只能通過EXCEL 等形成一些簡單的厚度變化圖。
案例分析
1、鐵路T梁案例
在中鐵某局預制梁廠，預制T 梁設(shè)計跨度為50m，梁高2m，腹板厚度20cm。
混凝土強度等級采用C55；縱向預應力筋采用抗拉強標準值為1860MPa 的鋼絞線，張拉錨固體系采用群錨體系；預應力管道采用抽拔F 85mm金屬管形成，內(nèi)壓M40水泥凈漿。
比對方法：分別在三片梁（灌漿7 天、28天和未灌漿）的同樣位置，規(guī)劃一樣大小的區(qū)域，
用IES掃描式?jīng)_擊回波測試系統(tǒng)進行測試；
目的：比對灌漿前后的測試效果。
規(guī)劃好要測試的腹面部位后，畫出1.1x 1 米測試范圍，并每隔10厘米標出每條測線。這個測試范圍包含三條預應力管。如左圖所示。
測試效果分析：
(1) 未進行灌漿的T梁腹板，單條測線實測厚度值圖形
在左邊的厚度圖里，在三條管道的位置，計算厚度明顯變大，達到25cm左右。其他位置的厚度大概在20cm左右，與腹板的實際厚度相符。
已灌漿7天的T梁腹板，單條測線實測厚度值圖形
我們看到，在管道位置，由于只有七天齡期，管道內(nèi)凈漿強度估計只有M30左右，強度沒有管道外混凝土腹板強度高，所以測出來的計算厚度偏大，只有22cm左右，沒有空管那么明顯。管道外的腹板測出來的厚度大概在20cm左右，與腹板的實際厚度相符。
（3）已灌漿28天的T梁腹板，單條測線的實測厚度數(shù)值圖形
我們可以非常清楚的看到，沿著測線方法，所有的測點基本都在一條直線上，計算厚度都在19.8~21cm之間，與T梁腹板的厚度相符。管道內(nèi)部的凈漿強度已足夠，灌漿效果非常好。
三維成像效果：
把所有測線數(shù)據(jù)用IES軟件進行三維成像處理，效果圖如下：
從管道未灌漿的T梁腹板和管道已灌漿7天的T梁腹板的IES測試數(shù)據(jù)三維圖可以看出，厚度值的變化基本上反映了測線位置預應力管的具*置和梁厚度的實際情況。在3D圖以及俯視圖上，可以清晰看出紅色的預應力管的具*置以及走向。而管道灌漿已28天的T梁（抽拔棒形成管道）的三維圖，基本看不出來管道的位置和走向。三種情況比較起來，未灌漿孔道明顯，已灌漿7天次之，灌漿時間已達28天的基本看不出來。
2、公路預制梯型箱梁檢測案例：
梯型箱梁梁高1.2m,腹板高度為0.8m,梁長30m。測試箱梁出漿口的位置的灌漿情況，測試區(qū)域為：長2m，寬0.8m的矩形區(qū)域，如圖所示，測試順序從左到右，共掃描測試了21條由下自上的測線。
從出漿口測試區(qū)域范圍的3D及正視圖中，可以明顯的看出，箱梁內(nèi)的三條預應力管道的走向以及灌漿的情況。其中二條管道的開始位置可能存在灌漿不密實區(qū)域。為了對其懷疑區(qū)域進行確認，縮小測試范圍加密測線間距，進一步確定缺陷的位置和大小。測線布置為：0.5m×0.5m的區(qū)域進行測試，每隔5cm掃描一條測線，從左到右，從上到下，共掃描10條測線 ，測試得到的結(jié)果圖，如圖所示：
從上圖可以看出，在縮小測試區(qū)域并加密測線的區(qū)域內(nèi)，在0.3米高度，橫向坐標5~37cm區(qū)域的管道處厚度確實明顯增大，預應力管道內(nèi)灌漿存在不密實的情況。為了進一步證實IES掃描式?jīng)_擊回波測試得到的結(jié)果，在測試得到的缺陷的位置，鑿開混凝土，露出管道內(nèi)的灌漿情況，在三維圖顯示缺陷的位置，鋼筋束已經(jīng)腐蝕生銹，管內(nèi)只在底部有少量的灌漿，其他部位均沒有漿體包裹，存在壓漿嚴重不密實那個。如下圖所示 ：
總結(jié)：
1、掃描式?jīng)_擊回波方法可以快速準確的測試板狀混凝土結(jié)構(gòu)的厚度及內(nèi)部缺陷情況；
2、掃描式?jīng)_擊回波方法可以測試預應力管道壓漿飽滿度情況，并能通過三維圖只管顯示缺陷所在的位置。
3、掃描式?jīng)_擊回波方法要求測試表面盡可能平整光滑，蜂窩麻面會影響沖擊器敲擊結(jié)構(gòu)表面，并且影響接收傳感器很好的接收回波信號，造成數(shù)據(jù)失真。
