DJUS-05超声波.doc

DJUS05非金属超声波仪 用户使用手册前 言感谢您使用DJUS05非金属超声波仪。为了您能尽快熟练地使用超声波仪，我们编写了此用户使用手册。从中，您可以获取有关超声波测试的原理及应用，系统配置、技术指标，软件使用，现场测试技术、资料整理等方面的知识。在您第一次使用DJUS05非金属超声波仪之前，请务必仔细阅读用户使用手册。我们在编写此手册时，力求其内容全面而又简单易懂。随着当今科学技术的突飞猛进，同时为了满足用户的市场需要，我们的超声波仪及相关软件也在不断改进，由此可能造成软件与手册在某些细节处不一致的情况，希望您能够谅解，并热切欢迎您的指正。您可以在任意时刻登陆我们的网站，下载新的测试软件及使用手册。如果您在仪器及软件使用过程中有疑问，请拨打我们的技术支持热线：仪器方面请拨打03165121203件方面请拨打03162151202术方面请拨打13930615356安全使用注意事项对于本章列出的各条安全使用注意事项，请您认真理解并在使用过程中严格执行。1. 仔细阅读使用手册，全面了解仪器、软件的使用方法和注意事项。2. 仪器屏幕为触摸屏，切勿撞击、挤压、强烈震动和用锐器划擦。仪器处于直立状态时，由于触摸屏受力，触摸操作可能会受到影响。3. 仪器每次使用后，应及时充电。仪器长时间不用，应充足电存放在通风干燥处，且每月至少充电1次，以免损坏内部电池。4. 进行灌注桩混凝土缺陷检测时：电缆下放及上提过程中，应避免将电缆贴着管口壁拖放，以免电缆外皮被刮破。5. 现场测试结束后，切记关闭主机电源。6. 超声波仪主机及探头为精密仪器，因此在搬运过程中要轻起轻放；探头电缆放置在电缆箱中，勿弯折成死角。远离强电磁场，避免阳光爆晒，远离热源。7. 本使用手册中提及的现场测试技术，若与相关规范不符，应以相关规范为准。名词解释超声波：频率高于20000Hz，超过一般正常人听觉所能接收到的频率上限，不能引起耳感的声波。其频率通常在21045108Hz范围之间。它具有与声波一样的传播速度。纵波：质点的振动方向与波的传播方向一致的波称为纵波。横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直的波为横波。声速：超声脉冲波在介质中单位时间内传播的距离，用符号V表示。声速的单位是米/秒。声速决定于介质本身的惯性和弹性而与声源的振动频率无关。波幅：用来表示振动强弱的物理量，指振动物体离开平衡位置的最大距离，用符号A表示。测试面的平整度、耦合剂的厚薄、作用在换能器上的压力不均衡、耦合状态不一致，均会对波幅测量结果产生较大影响，周期：当物体作往复运动时完成一次全振动所需要的时间称为物体振动的“周期”，用符号T表示。周期的单位是秒。频率：在1秒钟内，物体完成全振动的次数叫“频率”。通常用符号f表示。频率的单位是赫兹（Hz），简称赫。像周期一样，频率既可以表示作振动或其他周期性运动的物体每秒钟完成周期性运动的次数，又可以表示某些物理量每秒钟完成周期性变化的次数。频率等于周期T的倒数。相位：用来反映振动物体运动状态的物理量。波峰（波谷）：某一时刻波到达的各点都处于不同的振动状态，当处于波形最突起（最凹下）的地方，即此时那一点的纵向位移具有正向（反向）最大值的位置称为“波峰（或波谷）”。首波：接收信号中的第一个波峰（或波谷），也称初至波。首波控制线：在波形判读区，在中心基线两侧对称的直线。进行首波自动判读时，将落在两条首波控制线之间的波形认为是噪音信号，只有超出这两条线的波形才有可能是首波。声速深度（测点）曲线：以数据文件中各深度（测点序号）的声速为横坐标,以深度（测点序号）为纵坐标的声速值的连线。换能器的作用为发射和接收超声波信号。耦合剂的作用为减少声波能量的衰减。第一章 概 述一、简介超声法是采用带波形显示的低频超声波仪和频率为20250kHz的声波换能器，测量非金属材料的声速、波幅和主频等声学参数，并根据这些参数及其相对变化分析判断被测物体性质的方法。DJCS05非金属超声波仪是应用超声法对混凝土、塑料等非金属材料和构件进行无损检测，对混凝土基桩进行完整性检测的智能化仪器。它集超声波发射、双通道同步接收、数字信号高速采集、声参量自动检测、数据分析处理、结果实时显示、数据存储与输出等功能于一身，是我公司自主开发的性能稳定、技术先进、功能齐全的新一代智能化测试仪。二、 工作原理图1.1 电路原理框图DJCS05非金属超声波仪（以下简称超声波仪）是一套双通道高分辨率、数字化的仪器，具有分时采样、迭加、滤波、信号增强、抑制噪声以及现场实时计算，显示实测波形和测试结果等功能。该仪器电路原理框图如图1.1所示，高压发射系统受同步信号控制产生的高压脉冲激励发射换能器，将电信号转换为超声波信号传入被测介质，由接收换能器接收透过被测介质的超声波信号并将其转换成电信号，然后传输到仪器的前置放大和滤波部分，先进行可变增益的放大以达到足够的信噪比，再进行各种滤波（高低通、谐波抑制等），并由多路电子转换开关将两道并行的已放大的模拟信号进行采样保持，变为一路串行的离散脉冲信号，此脉冲信号被放大到模数转换器要求的幅度范围内，经高速逐次逼近式AD转换器进行量化（数字化），转换为相应的数字信号，这些信号由微机统一控制，经逻辑控制电路实现各种功能的选择与控制，将数字化后的数据按规定格式存入微机硬盘内，同时原始波形曲线以及分析和处理后的结果在微机显示屏上进行显示，结果还可由打印机打印出来。二、DJCS05非金属超声波仪的应用1、混凝土构件的强度检测；2、混凝土结构内部缺陷的检测；3、混凝土构件裂缝深度检测； 4、混凝土构件损伤层厚度检测；5、混凝土基桩完整性检测。6、扩展功能：工程勘察中岩石孔全波列测井。第二章 系统配置及功能一、系统配置DJCS05非金属超声波仪是自动化程度较高的超声波测试设备，不同测试方法的主要配置见表2.1。 超声波仪系统配置表 表2.1方法主机发射换能器接收换能器信号放大器外接键盘井口滑轮充电器超声回弹综合法测强有平面换能器平面换能器无有无有超声法检测混凝土缺陷有平面换能器平面换能器无有无有超声法检测裂缝深度有平面换能器平面换能器无有无有声波透射法基桩检测有径向换能器径向换能器有有有有二、DJUS-05非金属超声波仪的特点1. 功能齐全。可用于非金属材料和构件的强度及缺陷的无损检测、混凝土基桩完整性缺陷检测，扩展功能可用于工程勘察中的岩石钻孔全波列测井。2. 当前波形放大显示，自动快速判读声参数。3. 测区、桩基或钻孔的波形现场全部显示，便于结果对比。4. 现场实时显示全波列图形、测点声时、测区平均声速、测区换算强度值。直观显示缺陷。5. windows系统下全中文菜单操作，简单易学，方便快捷。6. 高亮度，10.4彩色触摸式液晶显示屏。7. USB接口数据传输、打印，快速、可靠。三、 主要技术指标，见表2.2。 主要技术指标 表2.2项 目技术指标项 目技术指标通 道 数1道、2道采样长度0.516k采样周期0.1、0.2、0.5、1、2、5s A/D转换精度14位输入阻抗1M延时可选声时测读精度0.1s声时测读范围0.110240s幅度测读范围0174dB幅值测读范围0174db放大器带宽kHz接收灵敏度10V触发方式自动、手动信号采集方式自动、手动发射电压250、500、1000V 最大穿透距离10m主机专用微机系统通用接口串口、并口、USB显示器10.4、640480 TFT 存储器128M（内存）、40GB（硬盘）电源内置12V蓄电池，充电器输入电压220V工作温度-540工作湿度85%整机重量4.2kg（含电池）整机体积32026080mm四、超声波仪系统组成说明1、主机超声波仪系统组成见图2.1。侧面板为仪器与外接设备连接的平台，见图2.2。图2.1 超声波仪系统组成图图2.2 超声波仪侧面板电源开关打开、关闭仪器电源。 电源指示灯指示仪器工作状态及电池容量。显示屏仪器显示输出。USB口与打印机相连，可打印数据、波形或分析处理结果；接U盘或其它计算机还可以用于数据传输和文件拷贝。串口外接键盘或鼠标。 并口与打印机相连，可打印数据、波形或分析处理结果；接其它计算机还可以用于数据传输。发射口连接发射换能器。用于输出激励换能器的高压脉冲。触发口用于接收外部触发信号（同步信号）。接收1与1通道接收换能器相连，通过仪器接收透过被测介质的超声波信号。接收2与2通道接收换能器相连，通过仪器接收透过被测介质的超声波信号。平面换能器用于测强、测缺、测裂缝深度。 径向换能器、孔口滑轮用于灌注桩混凝土缺陷检测。第三章 软件操作说明主机中软件为内置，开机后直接进入操作界面。本章一、二节所述为在计算机中安装软件。一、软件使用环境说明1. 软件功能本软件主要用于超声波仪现场数据采集及后期资料处理。2. 计算机最低配置 处理器：Pentium90MHz或更高的微处理器。 显示器：VGA640480或Microsoft Windows支持的更高分辨率显示器。 内存：Windows9x系统32MB，Windows XP系统64MB。 硬盘：100MB。软件系统：Win98、Win2000、WinXP系统。二、软件安装将软件安装盘放入计算机的光盘驱动器内，自动运行光盘中的安装程序。在安装过程中一律选择“默认”即可。安装完毕后，在程 序菜单中生成DJCS05超声波仪程序组，同时在桌面上生成波速测试程序的快捷方式DJCS05超声波仪图标。三、软件运行1.在计算机中执行程序有两种方法。执行程 序菜单中的DJCS05超声波仪程序。在桌面上双击DJCS05超声波仪图标。2.使用超声波仪，仪器启动后即自动进入系统主界面，如图3.1所示。各项功能的含义见表3.1。图3.1 系统主界面 功能列表说明 表 3.1名称功 能 说 明超声回弹综合法测强现场数据采集、资料处理分析、生成检测报告超声法检测混凝土缺陷现场数据采集、资料处理分析、生成检测报告超声法检测裂缝深度现场数据采集、资料处理分析、生成检测报告声波透射法基桩检测现场数据采集、资料处理分析声波全波列测井（扩展）现场数据采集、资料处理分析四、各菜单常用选项功能说明各菜单中的选项及工具条中图标的功能说明如下：1. 文 件菜单该菜单中各选项的功能与一般软件基本相同，不再赘述。保存图形：将经过处理的波形图及声速、波幅曲线保存为位图形式，供报告编写用。2. 编 辑菜单（见图3.2）该菜单中的主要选项是参数修改，如果在现场测试时输入了错误参数，执行该功能后可对参数进行修改。图3.3 查看菜单图3.2 编 辑菜单3. 查 看菜单（见图3.3）图3.4 设置参数窗口上部的三个项目为工具栏内容显示选项。如果选择了某一项，其各个功能的快捷图标条即显示在工具栏内。设置界面参数（图3.4）：设置显示界面中各分区的大小。设置绘图参数（图3.4）：设置波形显示和结果区显示界面的相关内容。显示数据参数：查看测试文件的各项参数。显示数据结果：显示测试文件各测点的数值。图3.5处 理菜单4. 处 理菜单（见图3.5）对现场采集的信号进行滤波、剔除等处理，去掉干扰信号，保留有效信号。该菜单中主要选项的功能见表3.2：频谱分析（图3.6）：接收信号由不同频率的信号组成，通过频谱分析可得到不同频率信号的能量分布。图3.6 频谱分析窗口图3.7 带通滤波窗口带通滤波：（图3.7）。滤去高、低频干扰信号，保留中频有用信号。 处 理菜单功能一览表 表3.2项目功能频谱分析分析不同频率信号的能量分布振幅谱分析分析不同振幅信号的能量分布带通滤波滤去高、低频信号，剩留中频信号直流滤波对信号的直流成分进行滤波圆滑处理滤去高频信号，剩留低频信号规格化对采集的各道信号进行振幅平衡处理自动剔除消除干扰信号数据道翻转各道数据在窗口中的排列顺序翻转5. 图 象菜单（图3.8）各选项的功能及其在工具栏内对应的快捷图标见表3.3：6. 监 视菜单（图3.9）监 视菜单及快捷图标见图3.9和图3.10，其功能也列入表3.3。图3.9 监 视菜单图3.8 图 象菜单图3.10 采集和监视工具条 图 象和监 视菜单功能一览表 表3.3 图 象 菜单采集工具条和监视菜单项目图标功能项目图标功能垂向放大道间距垂向放大信号采集采集信号垂向缩小道间距垂向缩小删除最近一次的测试结果水平放大波形水平方向放大水平缩小波形水平方向压缩参数查看、设置振幅放大各道振幅放大监视菜单及工具条波形判读线增大振幅缩小各道振幅缩小波形判读线减小向左翻页左侧波形右移波形垂向压缩向右翻页右侧波形左移波形垂向放大向上移动上部波形下移振幅压缩向下移动下部波形上移振幅放大全屏显示各道波形全部显示在窗口中波形向上移动波形向下移动图象模式波形以变面积或曲线形式显示选择欲判读波形的通道图3.11 采集菜单7. 采 集菜单（图3.11）该菜单中各选项的功能及快捷键见表3.4： 采 集菜单功能一览表 表3.4项目快捷键功能参数设置F2设置仪器的测量参数系统测试F3无清空数据F4清空未保存数据及波形手动触发F5无连续触发F6无取消触发F7清除最近一次采集结果保存数据F8数据文件存盘8. 工 程菜单（图3.12）该菜单专用于超声回弹综合法测强，各选项的功能见表3.5：图3.12 工程菜单工 程菜单功能说明 表3.5项目功能侧面构件测试面为侧面时选择该项表面构件测试面为表面时选择该项底面构件测试面为底面时选择该项卵石混凝土骨料为卵石时选择该项碎石混凝土骨料为碎石时选择该项图3.12 界面及波形显示 9. 界面及波形显示该选项快捷图标位于工具条中，点击图标右侧的小三角，出现图3.12所示下拉菜单，其中，前三个选项为改变波形显示方式，后三个选项为选择界面中的显示内容。五、文件类型：由于DJCS05非金属超声波仪功能较多，可进行多种方法测试。为避免文件较多时给用户带来混淆，因此，对应不同的测试方法，均可生成不同的文件类型，各方法对应的文件类型见表3.6。 文件类型列表 表 3.6类 型扩展名超声回弹综合法测强结果数据文件*.Itsdat超声法检测混凝土缺陷结果数据文件*.Defdat超声法检测裂缝深度结果数据文件*.Credat声波透射法基桩检测结果数据文件*.Stkdat声波全波列测井结果数据文件*.Dridat注：测试结果保存时均自动生成两个文件，一为波列文件，扩展名为*.Us5（各方法相同），另一个为数据结果文件，不同方法扩展名见上。对应不同的测试方法，文件的扩展名均自动追加，不需输入。六、参数：在系统主界面中，选择测试方法后，将出现一设置采集参数的窗口。该窗口中各主要参数的内容见表3.7。 主要参数列表 表 3.7参数说 明通道个数仪器内部打开的信号通道数采样点数各道每次采样的总点数采样间隔各道每采集一个样点到采集下一个样点的时间间隔采样延时设置从触发到开始采样之间的时间1道、2道增益 设置第1、第2道的增益（放大倍数）测点间距接收换能器与发换能器之间的测试距离偏 移 距发射换能器与第一道接收换能器间的距离测量点距换能器每次提升（或下降）的距离（测桩）发射电压设置激励发射换能器的发射电压大小工程信息输入与被检工程相关的信息键盘设置参数时用于输入数值t0声时仪器及发、收换能器系统的声延时（又称零声时）第四章 现场测试技术与数据处理DJCS05非金属超声波仪系统集现场测试和数据处理功能于一体，操作界面直观快捷，现场可实时显示测区强度、缺陷、裂缝深度等测试结果，方便用户布置下一步工作。为避免用户在不同测试方法的操作上产生混淆，因此本手册将各方法的使用作为独立的一部分予以分节介绍。第一节 超声回弹综合法测强一、概述 超声回弹综合法通过混凝土抗压强度与混凝土超声波传播速度和表面回弹值之间存在的统计关系，用于检验建筑结构构件的普通混凝土抗压强度。软件系统的数据处理部分根据超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程(CECS 02:88)编制。本软件提供强度曲线类型1、 规程曲线由测强规程提供 粗骨料为卵石： 粗骨料为碎石：2、 地区曲线由用户使用地区确定。例如：北京地区曲线： 粗骨料为卵石： 粗骨料为碎石：3、 专用曲线由用户自行确定并输入系数。二、现场测试技术1、准备工作布置测区：清理待测构件的两个对称表面，布置好各测区的每对测点，并量取距离。l 注意事项每对测点的连线尽量不要与附近的钢筋轴线平行。测区应避开钢筋密集区和预埋铁件。检测部位（测点）不平或有粉刷层时要进行打磨清除处理，以保证换能器与测试面耦合良好。2、开机与参数设置用仪器专配的连接电缆分别将发射换能器和接收换能器与主机的“发射”接口和“接收1”接口相连。 打开主机电源，进入测试主界面。图4. 1.1 设置采集参数窗口36按超声回弹综合法测强按钮，显示设置采集参数窗口（见图4.1.1），根据现场测试条件设置参数。图4.1.2 工程信息窗口按工程信息按钮，在弹出的工程信息窗口中（图4.1.2），输入工程信息，选择测试面、骨料情况（该项选择也可在工程菜单中进行）；如果被测构件已用我公司的数字回弹仪进行了回弹法测试，且已生成文件，按回弹数据按钮，选择回弹文件，按打开，将回弹结果文件调入。to声时：消除声时测试值中的仪器及发、收换能器系统的声延时（又称零声时）。每次现场测试开始前或更换测试导线及传感器后都应进行调零操作。将与仪器连接好的换能器直接耦合或耦合于标准声时棒上，读取声时值（一般取3次的平均值），按下式计算零声时并将其输入到t0声时框内。式中 t0待输入的零声时；t0原来的零声时；t 测试所得的声时值；t标准棒的标准声时，若换能器直接耦合则为0。图4.1.1窗口中显示的各项参数为进行超声回弹综合法测强时的一般设置，实际工作中应根据现场测试条件适当调整。3、测试将换能器耦合在测点上，两个探头须垂直于构件的表面且探头轴心应该在一条直线上。按采 集按钮，仪器开始发射超声波，接收换能器接收信号并在窗口中显示，同时显示所测得的声参量数值。采集主界面如图4.1.3所示。 采集主界面主要分为3个显示区：波形显示区、波形判读区和测试结果显示区。图4.1.3 采集主界面波形显示区显示接收到的原始波形，按图 象菜单或波形显示调节工具条中的相应选项可调整波形在窗口中的显示。图4.1.4 波形判读区波形判读区显示当前道的波形和对该道波形首波的判读情况，见图4.1.4。首波控制线：波幅在两条首波控制线之间的波形将被自动认定为噪音信号。在进行首波自动判读时，首波的幅度要超出首波控制线。按监 视菜单或波形判读区右侧的工具条中的相应选项可调整波形在窗口中的显示和首波控制线的间距大小。如果波形质量不好，无法进行正确的自动判读时，可以进行人工判读：移动鼠标到正确位置，点击即可。测试结果显示区显示各测区的声参量数值、计算结果、强度换算值，见图4.1.3。其中“回弹值”栏和“测点间距”栏数据可更改（鼠标双击）。4、成果保存将测试结果存储于仪器中，以便进行后续处理和存档。仪器在测试时所测结果均随时保存在默认目录“data”文件夹内，其文件名为“年月日时分秒”，如“200500816082216.Us5”和“200500816082216.Itsdat”。图4.1.5 另存为窗口测试结束后，可将文件另起名存储：按文件菜单中的另存为或工具条中的图标，弹出窗口如图4.1.5，选择“保存类型”为超声仪波列文件（*.Us5），在“文件名”框内输入文件名，在“保存在”框内选择欲保存文件的文件夹，按保存，将波列文件和数据结果保存下来。三、数据处理与强度换算1、打开文件图4.1.6 数据处理选择选择文件菜单中的新建选项，在弹出的界面中选择数据处理，进入数据处理界面，打开欲处理的测试文件。在查看菜单的工具栏中选择数据处理选项（图4.1.6），显示数据处理工具条（下图）。 基本信息：点击数据处理工具条中的基图标，输入相关信息，按确定。2、测区回弹值的输入：图4.1.7 输入回弹数据窗口回弹值的输入有三种方法：是将已有的回弹数据文件调入：点击数据处理工具条中的回图标，打开回弹数据文件；是直接在测试结果显示区的Rm（回弹值）栏内输入数据，方法如下：移动鼠标到 Rm（回弹值）栏相应测区处双击，弹出输入回弹数据窗口（图4.1.7），在各栏内输入回弹值，按实际测试情况选择测试面、骨料情况等选项，按确定，回弹值即输入；同时，在强度换算值栏显示该测区的换算强度；是在图4.1.8单元划分窗口中，双击“测区列表”中的测区号，在弹出的窗口中输入回弹值。图4.1.8 单元划分窗口3、强度推定：点击数据处理工具条中的强图标，显示窗口见图4.1.8，根据实际测试情况将各测区划分单元，计算该批构件的混凝土强度推定值。计算完毕，按保存结果按钮，将计算结果保存下来（文本格式，可用记事本、Word和Excel打开）。四、成果保存与输出1、成果保存将测试结果存储于仪器中，以便进行后续处理和存档。按文件菜单中的另存为或工具条中的图标，弹出窗口如图4.1.5，选择“保存类型”为文本数据结果文件（*.txt），在“文件名”框内输入文件名，在“保存在”框内选择欲保存文件的文件夹，按保存，即将测试结果保存为文本格式，该格式文件可用记事本、Word和Excel打开。数据处理完毕（图4.1.8），按保存结果，将测试及计算结果保存为文本格式。2、文件传输：将仪器存储的文件传输到计算机上进行备份或分析处理。本仪器可进行USB传输，支持串口传输、并口传输。3、结果输出：将波形图及检测报告打印出来。第二节 超声法检测混凝土缺陷一、概述 超声法检测混凝土缺陷，是采用带波形显示的低频超声波检测仪和频率为20250kHz的声波换能器，测量混凝土的声速、波幅和主频等声学参数，并根据这些参数及其相对变化分析判断混凝土缺陷的方法。软件系统的数据处理部分根据超声法检测混凝土缺陷技术规程（CECS 21:2000）第6部分“不密实区和空洞检测”编制。二、现场测试技术1、准备工作布置测区，清理待测构件的两个对称表面，布置好各测区的每对测点，并量取距离。l 注意事项每对测点的连线尽量不要与附近的钢筋轴线平行。检测部位（测点）不平或有粉刷层时要进行打磨清除处理。接收信号的波幅值，对混凝土缺陷反映最敏感。因此，测试时换能器必须具备良好的耦合状态。进行缺陷检测时，要力求混凝土处于自然干燥状态。2、开机用仪器专配的连接电缆分别将发射换能器和接收换能器与主机的“发射”接口和“接收1”接口相连。 打开主机电源，进入测试主界面，按超声法检测混凝土缺陷按钮，显示设置采集参数窗口（见图4.2.1），根据现场测试条件设置参数。to声时：消除声时测试值中的仪器及发、收换能器系统的声延时（又称零声时）。每次现场测试开始前或更换测试导线及传感器后都应进行调零操作。将与仪器连接好的换能器直接耦合或耦合于标准声时棒上，读取声时值（一般取3次的平均值），按下式计算零声时并将其输入到t0声时框内。式中 t0待输入的零声时；t0原来的零声时；t 测试所得的声时值；t标准棒的标准声时，若换能器直接耦合则为0。图4. 2.1 设置采集参数窗口36图4.2.1窗口中各参数为进行超声法检测混凝土缺陷的一般设置，实际工作中应根据现场测试条件适当调整。3、测试将换能器耦合在测点上，两个探头须垂直于构件的表面且探头轴心应该在一条直线上。按采集按钮，仪器发射超声波，接收换能器接收信号并在窗口中显示，同时以曲线形式显示所测得的声参量结果。采集主界面主要分为3个显示区：波形显示区、波形判读区图4.2.2 采集主界面和测试结果显示区。如图4.2.2所示。波形显示区显示接收到的原始波形，按图 象菜单或波形显示调节工具条中的相应选项可调整波形在窗口中的显示。图4.2.3 波形判读区波形判读区显示当前道的波形和对该道波形首波的判读情况，见图4.2.3。首波控制线：波幅在两条首波控制线之间的波形将被自动认定为噪音信号。在进行首波自动判读时，首波的幅度要超出首波控制线。按监 视菜单或波形判读区右侧的工具条中的相应选项可调整波形在窗口中的显示和首波控制线的间距大小。如果波形质量不好，无法进行正确的自动判读，可以进行人工判读：移动鼠标到正确位置，点击即可。图4.2.4 另存为窗口测试结果显示区以曲线形式显示测试结果。在查看菜单中，修改设置参数下的绘图参数中的选项可决定显示哪条曲线及该曲线的显示幅度。4、成果保存将测试结果存储于仪器中，以便进行后续处理和存档。仪器在测试时所测结果均随时保存在默认目录“data”文件夹内，其文件名为“年月日时分秒”，如“200500816082216.Us5”和“200500816082216.defdat”。图4.2.5 数据处理选择测试结束后，也可将文件另起名存储：按文件菜单中的另存为或工具条中的图标，弹出窗口如图4.2.4，选择“保存类型”为超声仪波列文件（*.Us5），在“文件名”框内输入文件名，在“保存在” 框内选择欲保存文件的文件夹，按保存。三、数据处理与缺陷判定1、打开文件选择文件菜单中的新建选项，在弹出的界面中选择数据处理，进入数据处理界面，打开欲处理的测试文件。在查看菜单的工具栏中选择数据处理选项（图4.2.5），显示数据处理工具条（右图）。 基本信息：点击数据处理工具条中的基图标，输入相关信息。2、缺陷判定可分现场初步判断和计算判定两步进行。 现场初步判断图4.2.6 缺陷判定处理界面缺陷区一般表现为使声波传播时间增长，波速降低，而吸收衰减增大，波幅大大缩小，波在缺陷区的穿透能力也大为减弱，从而造成波形的异常变化，连续性差，波形不规则，如图4.2.2所示。据此，可在现场初步判断缺陷区的分布。 计算判定在数据处理界面中，打开待处理文件，按工具条中的缺图标，弹出缺陷判定处理窗口（图4.2.6），在该界面中，左侧上半部为单元划分区，下半部为参量判定区，右侧为统计结果区。单元划分区：根据实际测试情况划分单元，选择测试时的行数和列数。参量判定区：用于改变判定缺陷的参量，分内定和引用两种。内定参量为软件自行计算的参量值，引用参量用户可更改。统计结果区分三种显示方式，点击判定表、判定图和数据表按钮，在窗口中分别显示异常测点的相关参数（图4.2.7），异常测点的分布位置（图4.2.8）和全部数据列表（图4.2.6）。判定表中带*的数据为异常点。判定图中表示声速值异常，表示波幅值异常，表示频率值异常。图4.2.7 判定表按保存结果按钮，将计算判读结果保存下来（文本格式，可用记事本、Word和Excel打开）。图4.2.8 判定图四、成果保存与输出1、成果保存将测试结果存储于仪器中，以便进行后续处理和存档。按文件菜单中的另存为或工具条中的图标，弹出窗口如图4.1.5，选择“保存类型”为文本数据结果文件（*.txt），在“文件名”框内输入文件名，在“保存在”框内选择欲保存文件的文件夹，按保存，即将计算结果保存为文本格式，该格式文件可用记事本、Word和Excel打开。数据处理完毕（图4.1.8），按保存结果，将测试及计算结果保存为文本格式。2、文件传输：将仪器存储的文件传输到计算机上进行备份或分析处理。本仪器可进行USB传输，支持串口传输、并口传输。3、结果输出：将波形图及检测报告打印出来。第三节 超声法检测裂缝深度一、概述 软件系统的数据处理部分根据超声法检测混凝土缺陷技术规程 （CECS 21:2000）第5部分“裂缝深度检测”中的“单面平测法”编制。二、现场测试技术1、准备工作l 查看裂缝：绘制裂缝的分布和延伸方向草图。l 布置不跨缝测线：在被测裂缝附近（同一混凝土上），选择质量较好、无裂缝的区域，布置一长度为600mm的测线L。并以中点为0点，分别在两侧距离0点100mm、150mm、200mm、250mm、300mm布置发射点T1、接收点R1，T2、R2，T3、R3，T4、R4，T5、R5。l 布置跨缝测线：选择裂缝明显，且裂缝两侧各有不小于300mm平坦无缺陷的区域，垂直于裂缝布置跨缝测线L，以裂缝与测线的交点为中心点，在裂缝两侧距离中心点100mm、150mm、200mm、250mm、300mm处布置测点依次为：T1、R1，T2、R2，T3、R3，T4、R4，T5、R5。l 注意事项： 被测裂缝中不得有积水或泥浆。测线尽量不要与混凝土中的主钢筋平行。测点接触面不平或有粉刷层时要进行打磨清除处理。2、开机用仪器专配的连接电缆分别将发射换能器和接收换能器与主机的“发射”接口和“接收1”接口相连。 打开主机电源，进入测试主界面，按超声法检测裂缝深度按钮，显示设置采集参数窗口（见图4.3.1），根据现场测试条件设置参数。to声时：消除声时测试值中的仪器及发、收换能器系统的声延时（又称零声时）。每次现场测试开始前或更换测试导线及传感器后都应进行调零操作。将与仪器连接好的换能器直接耦合或耦合于标准声时棒上，读取声时值（一般取3次的平均值），按下式计算零声时并将其输入到t0声时框内。式中 t0待输入的零声时；t0原来的零声时；t 测试所得的声时值；t标准棒的标准声时，若换能器直接耦合则为0。图4.3.1 设置采集参数窗口36图4.3.1窗口中各参数为进行超声法检测裂缝深度的一般设置，实际工作中应根据现场测试条件适当调整。3、测试图4.3.2 采集主界面先进行不跨缝测试，将换能器耦合在已布置好的测点上，按采集按钮，仪器发射超声波，接收换能器接收信号并在窗口中显示，同时以曲线形式显示所测得的声参量数值。采集主界面如图4.3.2所示。 不跨缝测试完毕后，再进行跨缝测试。图4.3.3 波形判读区采集主界面主要分为3个显示区：波形显示区、波形判读区和测试结果显示区。波形显示区显示接收到的原始波形，按图 象菜单或波形显示调节工具条中的相应选项可调整波形在窗口中的显示。波形判读区显示当前道的波形和对该道波形首波的判读情况，见图4.3.3。首波控制线：波幅在两条首波控制线之间的波形将被自动认定为噪音信号。在进行首波自动判读时，首波的幅度要超出首波控制线。按监 视菜单或波形判读区右侧的工具条中的相应选项可调整波形在窗口中的显示和首波控制线的间距大小。如果波形质量不好，无法进行正确的自动判读时，可以进行人工判读：移动鼠标到正确位置，点击即可。测试结果显示区以曲线形式显示测试结果。在查看菜单中，修改设置参数下的绘图参数中的选项可决定显示哪条曲线及该曲线的显示幅度。4、成果保存将测试结果存储于仪器中，以便进行后续处理和存档。仪器在测试时所测结果均随时保存在默认目录“data”文件夹内，其文件名为“年月日时分秒”，如“200500816082216.Us5”和“200500816082216.credat”。测试结束后，也可将文件另起名存储：按文件菜单中的另存为或工具条中的图标，弹出窗口如图4.3.4，选择“保存类型”为超声仪波列文件（*.Us5），在“文件名”框内输入文件名，在“保存在”框内选择欲保存文件的文件夹，按保存。图4.3.4 另存为窗口三、数据处理与裂缝深度确定图4.3.5 数据处理选择1、打开文件选择文件菜单中的新建选项，在弹出的界面中选择数据处理，进入数据处理界面，打开欲处理的测试文件。在查看菜单的工具栏中选择数据处理选项（图4.3.5），显示数据处理工具条（下图）。 基本信息：点击数据处理工具条中的基图标，输入相关信息，按确定。2、裂缝深度的确定方法分首波反相法和计算法两种。平测法检测裂缝深度的计算公式： (4.3.1) （4.3.2）式中 不跨缝平测时第i点的超声波实际传播距离（mm）； 第i点计算的裂缝深度值（mm）；第i点跨缝平测的声时值（s）各测点计算裂缝深度的平均值(mm)；n测点数。l 首波反相法现场直接确定裂缝深度在跨缝测量中，当在某测距发现首波反相时，可用该测距及两个相邻测距的测量值按(4.3.1)式计算hci值，取此三点hci的平均值作为该裂缝的深度值（hc）；l 计算法跨缝测量中如难于发现首波反相，则以不同测距按(4.3.1)式、(4.3.2)式计算值，取此点及其平均值（）。将各测距与相比较，凡测距小于和大于3，应剔除该组数据，在后取余下的平均值，作为该裂缝的深度值（hc）。四、成果保存与输出1、成果保存将测试结果存储于仪器中，以便进行后续处理和存档。按文件菜单中的另存为或工具条中的图标，弹出窗口如图4.1.5，选择“保存类型”为文本数据结果文件（*.txt），在“文件名”框内输入文件名，在“保存在”框内选择欲保存文件的文件夹，按保存，即将计算结果保存为文本格式，该格式文件可用记事本、Word和Excel打开。2、文件传输：将仪器存储的文件传输到计算机机上进行备份，或用其它计算机中的分析处理软件对测试结果进行分析处理。本仪器可进行USB传输，支持串口传输、并口传输。3、结果输出：将波形图及检测报告打印出来。第四节 声波透射法基桩检测一、概述 该方法是在桩的混凝土灌注前，沿桩的长度方向平行预埋若干根检测用管道，作为超声波发射和接收换能器的通道，检测时发射和接收换能器分别在管中同步移动，沿不同深度逐点测出基桩横截面上超声波穿过混凝土时的各项参数，由此分析各个断面上混凝土的质量。软件的数据处理部分根据超声法检测混凝土缺陷技术规程（CECS 21:2000） 第9部分“灌注桩混凝土缺陷检测”编制。二、操作说明1、开机前准备（以3管基桩为例，见右下图）l 在预埋管A、B、C中灌满清水；l 正确量取管间距（即AB、AC、BC距离），记录好桩位、桩号、方向、桩长等信息；l 准备一根直径小于管径的棒状重物和一根长度大于桩长的钢丝绳，将二者连接牢固，匀速下入管中，检查管内有无迟滞现象；l 将三个换能器分别小心放入A、B、C管中，直到三换能器轻触管底。将置入A管中的换能器作为发射输出，B管换能器作为接收通道，C管换能器作为接收通道。2、开机连接主机与换能器探头：将发射插头与主机的“发射”接口相连，将1#接收换能器插头通过信号放大器的“输入1”、“输出1”接口与主机的“接收1”接口相连，如果是一发双收方式，则将接收换能器2#插头通过信号放大器的“输入2”、“输出2”接口与主机的“接收2”接口相连。打开主机电源，进入测试主界面，按声波透射法基桩检测按钮，显示设置采集参数窗口（见图4.4.1），根据现场测试条件设置参数。to声时：消除声时测试值中的仪器及发、收换能器系统的声延时（又称零声时）。每次现场测试开始前或更换测试导线及传感器后都应进行调零操作。参照超声法检测混凝土缺陷技术规程（CECS 21:2000）附录B的方法测试出零声时并将其输入到t0声时框内。图4. 4.1 设置采集参数窗口3636图4.4.1窗口中各参数为进行声波透射法基桩检测的一般设置，实际工作中应根据现场测试条件适当调整。3、测试图4.4.2 采集主界面将发射与接收换能器分别置于声测孔的顶部或底部，以同一高度或相差一定高度等距离同步移动，打开信号放大器电源，按采集按钮，仪器发射超声波，接收换能器接收信号，在窗口中显示1道、2道的波形，并分区显示1道、2道的深度声速波幅曲线。采集主界面如图4.4.2所示。 采集主界面主要分为3个显示区：波形显示区、波形判读区和测试结果显示区。波形显示区显示1道、2道接收的原始波形，按图 象菜单或波形显示调节工具条中的相应选项可调整波形在窗口中的显示。波形判读区显示当前道的波形和对该道波形首波的判读情况，见图4.4.3。首波控制线：波幅在两条首波控制线之间的波形将被自动认定为噪音信号。在进行首波自动判读时，首波的幅度要超出首波控制线。图4.4.3 波形判读区按监 视菜单或波形判读区右侧的工具条中的相应选项可调整波形在窗口中的显示和首波控制线的间距大小。如果波形质量不好，无法进行正确的自动判读时，可以进行人工判读：移动鼠标到正确位置，点击即可。测试结果显示区分别显示1通道、2通道的深度曲线。在查看菜单中，修改设置参数下的绘图参数中的选项可决定显示哪条曲线及该曲线的显示幅度。观察两道显示的波形、首波判读情况和结果区显示的声速、波幅是否正常。如果声速、波幅值超出正常变化范围，说明基桩存在缺陷、采集信号不正常或首波判读错误。若需重测按取消按钮，探头不动，重复测试过程。若无问题则提升探头一个点距。重复上述测试过程，完成全部测试工作。注意：电缆下放和上提过程中，严禁将电缆贴着管口壁拖放，以免刮破电缆外皮甚至刮断电缆。4、成果保存将测试结果存储于仪器中，以便进行后续处理和存档。仪器在测试时所测结果均随时保存在默认目录“data”文件夹内，其文件名为“年月日时分秒”，如“200500816082216.Us5”和“200500816082216.stkdat”。测试结束后，也可将文件另起名存储：按文件菜单中的另存为或工具条中的图标，选择“保存类型”为超声仪波列文件（*.Us5），在“文件名”框内输入文件名，在“保存在”框内选择欲保存文件的文件夹，按保存。图4.4.4 数据处理选择三、数据处理与缺陷判断1、打开文件选择文件菜单中的新建选项，在弹出的界面中选择数据处理，进入数据处理界面，打开欲处理的测试文件。在查看菜单的工具栏中选择数据处理选项（图4.4.4），显示数据处理工具条（下图）。 基本信息：点击数据处理工具条中的基图标，输入相关信息，按确定。4、缺陷判断可分现场判断和室内计算判断两步进行。 现场判断灌注桩的混凝土缺陷区一般表现为使声波传播时间增长，波速降低，而吸收衰减增大，波幅大大缩小，波在缺陷区的穿透能力也大为减弱，从而造成波形的异常变化，与相邻测点连续性差，波形不规则等（参考图4.2.2）。据此，可在现场初步判断缺陷区的分布。室内计算判断:桩身混凝土缺陷可疑点判断方法：概率法：将同一桩同一剖面的声速、波幅、主频按超声法检测混凝土缺陷技术规程（CECS 21:2000）第6.3.1和6.3.2条进行计算和异常值判别。当某一测点的一个或多个声参数被判为异常值时，即为存在缺陷的可疑点；斜率法：按超声法检测混凝土缺陷技术规程（CECS 21:2000）第9.5条进行计算和异常值判别。缺陷的性质应根据各声学参数的变化情况及缺陷的位置和范围进