混凝土单面测厚仪

SGC-02 混凝土单面测厚仪
混凝土单面测厚仪是一款以冲击回波检测技术为基础的混凝土厚度专用测试仪。仪器采用7寸高亮度真彩液晶触摸显示屏，独立、交互式按键/触摸操作，操作方便；单/双通道数据采集，能够同时进行测试，测试效率高，双通道波速测试方便快捷；数据存储使用SD卡，存储容量大，数据保存、读取方便；仪器配置专用信号敲击锤，使用方便，敲击信号稳定度高，重复性好。
适用范围：

1. 公路、桥梁路面混凝土厚度测试；

2. 机场跑道路面厚度测试；

3. 隧道衬砌混凝土厚度测试；

4. 堤坝、边坡、护坡混凝土厚度测试；

5.  建筑楼板、墙体厚度测试。

2 测试原理
2.1冲击回波技术
冲击回波法是一种基于应力波传播的无损检测法，其原理是利用机械方式冲击混凝土表面产生应力波，该应力波会在结构中传播，因为波阻抗的差异，应力波会被内部缺陷和外部表面反射，来回反射的应力波会形成一种特殊模态，在激发点附近由接收换能器接收回波信号并将信号通过快速傅里叶变换转换至频域中，通过分析主频大小评定结构厚度和内部缺陷情况。图2.1为冲击回波法测试混凝土厚度原理示意图。与传统超声波检测技术比较，冲击回波检测技术优势主要体现在单面检测、检测厚度大、不需要耦合剂。此外，冲击回波检测结果受混凝土结构材料组分和内部结构状况差异的影响小。 
                                                                           图2.1 冲击回波测试技术原理
2.2厚度测试原理
机械波在介质中传播并在某个界面反射，界面与机械波传播起点厚度为h，则波速V_p与频率f满足如下关系式：                              (1)
其中上式(1)中β为形状系数，不同形状物体具有不同形状系数，系数参考标准见附录表1，仪器中已默认为测试板状构建，系数为0.96，若测试其他形状构建可依据附录中表1换算。
    利用测厚仪我们可以将上述机械波进行实时记录，并同时对其进行傅里叶频谱变换，谱图中的主频为冲击表面、缺陷界面及其它界面之间的多次反射产生瞬态共振所致，通过对主频的提取和波速测试即可以根据上式(1)确定混凝土结构的厚度或缺陷位置。因此，应用冲击回波法测试混凝土厚度，仅需要两个重要的参量，即主频和波速。频谱图主频是反映信号本质特征的重要参数，对特定的型号对应特定的主频，仪器通过记录波形即可以自动进行频谱变换并自动识别主频；波速测试是进行厚度测试关键一步，通常有两种方法。

1. 超声平面测试波速

  超声法测试波速是一种常见的波速测试手段，但要求仪器分辨率高，并且准确识别首波时间。基本原理如图2.2所示。将2个传感器距离固定，一个传感器作为发射，另一个传感器作为接收，并记录距离差；测试仪器自动记录读取接收通道即传感器1信号首波时间t₁。需要特别指出的是，超声传感器往往会有辐射头，其压电片发射出的信号需要先经过辐射头，接收信号时同样需要经过辐射头，因此，在计算时差时需要去掉该部分的时间，即超声检测中常用的去皮。本款仪器在配置超声传感器时会计算去皮时间，并将二通道的时间t₂默认为去皮时间，在确定通道1首波时间的情况下即可自动计算、读取时间差，距离差与时间差的比值即为波速。    图2.2 超声平面测试波速原理：(a) 传感器与信号激发位置；(b) 时差分辨

1. 厚度测试波速

标准厚度测试波也是常见波速测试方法之一。其方法是用一块已知厚度的混凝土标准块(钻孔取芯或施工过程中留样)进行冲击回波测试并用仪器记录信号获取信号主频，根据公式(1)计算出波速。该方法仅需一个信号采集通道，但往往会增加钻孔取芯工序。                                                                         图2.3 已知厚度测试波速：(a) 已知厚度混凝土块；(b) 频谱图
性能介绍及特点
  SGC-02型混凝土测厚仪具备众多优势，技术方面采用了冲击回波检测技术，双通道配置条件下增加了时差法测试波速，操作方便，采用触摸/按键交互式操作以及波形和频谱图实时观测。其具体性能优势如下：
(1) 主机操作界面友好，触摸、按键均可操作，交互式参数设置与测试操作；
(2) 单面检测，无需耦合剂，检测方便、快捷，检测结果直观、准确可靠；
(3) 可配置双通道信号采集，时差法测试波速，无需钻孔取芯测试； 
(4)高稳定性自动信号激发器，激发信号稳定，能极大提高测试信号稳定性与测试；
(5) 7寸高亮度真彩液晶触摸屏，可实时显示测试波形图和频谱图，直接读取测试厚度；
(6) 数据存储方式采用大容量SD卡存储，测试数据读取方便快捷；
(7) 的数据处理软件可用于后期分析测试区域厚度分布； 
(8) 高性能内置大容量锂电池(8.0Ah)，适用于野外长期测试使用。
产品主要技术参数

表3.1 SGC-02型混凝土测厚仪技术参数

测量厚度与误差
见下表3.2。
表3.2 SGC-02混凝土测厚仪测试误差