非金属超声仪(仪器使用部分)课件

RS-ST01D(P)非金属声波检测仪

尊敬的客户，首先感谢您关注和选用岩海公司产品。对于初次使用岩海公司仪器的客户，为了能够使您更快，更好的掌握我公司的产品，给您的工作带来更大的效率我们特对产品的使用方法进行演示说明。这里我们分两大部分进行讲解：一是超声波无损检测原理；二是仪器具体的操作使用。相信看过这两部分之后，您一定会对超声法无损检测有了进一步加深的了解。前面我们已经对超声波测桩原理进行了讲解，这里我们对检测仪器RS-ST01D(P)及其分析软件进行讲解说明。共分四部分进行讲解

仪器简介仪器的基本操作声波投射法检测基桩完整性（自动记录）分析软件说明一仪器简介

国内首创的RS-ST01D(P)跨孔超声自动检测仪是武汉岩海公司2003年推出的又一力作，技术水平与世界先进同步。一体化设计的RS-ST01D(P)超声仪在连续采集数据的过程中，实时显示当前测点波形，自动判读声学参数，并通过深度计数滑轮感知换能器移动的方向、速度和距离，生成直观的深度-波形影像图，每到预设的间距自动存贮波形和声学参数。应用更人性化的随机数据处理软件可轻松得到支持<<建筑基桩检测技术规范>>JGJ106-2003和其他规范的各种报告图表。二仪器的结构组成

这里对我公司生产的非金属超声波检测仪RS-ST01D(P)的机构组成做简单介绍。

三主要性能指标

四工作环境要求工作温度:-10℃～+40℃;工作湿度:≤85%；防磁：远离强电磁场；防热：避免阳光直晒；减少干扰：检测现场旁边避免有大功率机械作业。电源稳压器接交流电源（电压220V±10%）；随机配备的电瓶夹接直流电源（电压12V±10%），电瓶夹的红夹子接正极，黑夹子接负极；低于仪器所需的工作电压时，请充电；仪器内部锂电池的寿命为充放电600次左右，若发现电池工作时间不正常（充不了电、充满之后使用时间很短），应该是电池已损坏或使用寿命到了，应与我公司联系，更换新的锂电池；若仪器很长时间不用，应定期充放电。换能器：换能器属易损件，请不要摔、碰撞换能器，防止电缆被碾压或刮伤；计数滑轮：计数滑轮的计数传感器属于光电感应式，谨防进水或受潮。六检测前的准备

根据被检测对象选择合适的设备

1基桩检测：声波仪器主机，跨孔声波探头1对，深度计数器1个，深度通信电缆1根，管口滑轮2只，三角架1只，卷尺。

2结构检测：声波仪器主机，平面探头1对，长信号线2卷，打磨砂纸，黄油，卷尺，粉笔。被检测对象的准备

1基桩：把声测管割平，管口建议高出桩顶300mm以上，且各声测管管口高度一致，再往声测管里面灌满清水。2．浅裂缝：记录裂缝的分布图和延伸方向。在裂缝明显处且垂直于该裂缝两侧各有250～300mm平坦的无缝区域对称分布5个测点，测点离裂缝中心点的距离依次为100mm、150mm、200mm、250mm、300mm。再在裂缝附近找一条没有裂缝且较平坦的600mm长的不跨缝测线，分布的5个测点间距依次为200mm、300mm、400mm、500mm、600mm。3.超声回弹法测混凝土强度：按照规范在结构上分布测区及测点。4.混凝土缺陷：在混凝土结构的对称测试面上分布网格状测点。第二部分仪器的基本操作采集软件界面测长新建状态文件分析调整辅助采样数据传输软件更新一仪器的采集软件界面仪器的采集软件界面主要有5个部分：主菜单、测点波形、采样菜单、深度影像图、状态。采集软件界面见下图所示。二测长

功能：测量桩长把仪器和探头如图2.2所示，测量桩长的仪器安装示意图连接好，探头放在桩头位置。将光标移动到主菜单的【测长】，按下旋钮，仪器上显示图2.3测量桩长界面，按下旋钮，开始下放探头，要保持探头线与深度计数滑轮不打滑，在当前探头位置实时显示当前探头下放的深度。探头到达桩底后，按下旋钮，退出测量桩长界面，探头的当前深度保存为图2.4新建文件参数的起点深度。深度计数口RS-ST01D(P)非金属声波检测仪发射接收深度计数滑轮下放探头

图2.2测量桩长的仪器安装示意图图2.3测量桩长界面

【工地】：工地名称，最多只能输入8个英文或数字字符。【日期】：检测日期，最多只能输入8个英文或数字字符，日期要按规定格式输入（如2001年1月1日应输入）。【桩号】:基桩编号，最多只能输入8个英文或数字字符。【测管】:当前要检测的2根声测管编号，测管编号如图1.6.2声测管分布图所示，输入2个字符，例如AB、AC、BC、AD、BD、CD;12、13、23、14、24、34。【模式】:检测模式，有水平同步、斜同步、扇形测量和复测4种模式,一般选择水平同步。【起点深度】：桩底到桩顶标高的长度，单位是米，最多只能输入8个数字字符。四状态功能：设置仪器的采样参数将光标移动到主菜单的【状态】，按下旋钮，仪器上显示状态参数对话框（如图2.5所示）。在该对话框下设置系统参数、通道参数、屏幕参数、自动判读和波形存否，修改好后按返回即可保存设置的参数。状态参数按图2.5设置即可，一般不作调整，除了延时时间和放大要根据桩的实际情况作适当调整。【发射电压】：激励发射换能器的电压。发射电压越高发射换能器产生的发射信号越强，有500V和1000V两档可选。默认值是500V，适用于大部分场合。测试距离较大时，选择1000V档。【发射脉宽】：激励发射换能器的激励信号的脉冲宽度。发射脉宽的调整会影响接收到的波形形状，有5us、10us、15us、20us、25us、30us和40us七档可选，默认值是10us。【触发方式】：触发仪器进行信号采样的方式。RS-ST01D(P)仪器的触发方式固定为连发。RS-ST01C仪器有连发、单发、信号、稳态、单次外和连续外6种触发方式，默认值是连发。

1.连发：仪器内部激励源连续触发发射探头发射声波信号,用于基桩检测和混凝土结构检测；【采样点数】：采样的波形点数。RS-ST01D(P)仪器的采样点数固定为512。RS-ST01C仪器有512、1024、2048三种采样点数。采样点数的大小会影响动态采集的速度和占用的存储空间，一般情况下推荐选择512的采样点数。【延时时间】：根据测距的大小调整适合的延时时间，使得采集到的波形的首波在仪器屏幕的合适位置（推荐首波离测点波形区域的左边界10mm～20mm）。首波在屏幕上时调整延时时间不会影响声时值。声时值＝延迟时间＋波形区域内时间－系统声时如图2.6所示【系统声时】：即零声时T0，基桩检测的T0值与结构检测的T0值大小不同，基桩检测T0默认是25us，结构检测的T0默认值是18us。1.基桩检测的系统零声时：声波检测仪器系统（即主机＋测桩探头）延迟时间t0和声测管及耦合水层声时修正值即t′，即T0＝t0＋t′。2.结构检测的系统零声时：声波检测仪器系统（即主机＋平面探头）延迟时间t0，即T0＝t0。五文件

功能：管理声波数据文件，如查看、修改、删除、传输文件。将光标移动到主菜单的【文件】，按下旋钮，仪器上显示文件管理菜单（如图2.7所示）。

【选择工地】：系统将数据文件存在以工地名称命名创建的子目录下，故打开桩数据文件前要先选择工地，指明当前目录。传输数据也是以工地为单位进行传输，先选择要传输的工地，再传输。选择【选择工地】菜单，按下旋钮弹出工地选择对话框（如图2.8所示），序号后有“》”标志的为当前目录。修改当前工作目录－旋转旋钮选择工地，按下旋钮直接返回到采集软件主界面。【选择文件】：在当前的工作目录下选择要查看、修改、分析的当前文件，一个剖面存储为一个文件。将光标移动到【选择文件】菜单，按下旋钮弹出选择文件对话框（如图2.9所示），序号后有“》”标志的为当前选择的文件。光标可在桩号.测管列上下移动，左旋向上，右旋向下。当文件数超过一屏时，光标移至“退出查看”，继续右旋，将滚屏显示数据文件。如果您要选择某个文件作为当前文件，以便查看数据记录、继续测试或分析时，请将光标移到文件名上，按下旋钮，程序打开该数据文件并且直接返回到采集软件主界面，采集软件主界面上显示当时测试的工作参数，便于您继续进行测试工作；如果您无需打开某一文件，将光标移动到退出查看，按下旋钮钮即可返回到采集软件主界面，内存中的数据保持不变。【查看测点】:显示当前文件（必须是已经执行过存盘操作的文件）中记录的各测点数据，显示测点的深度、声时、幅值和波速，同时还列出文件路径名、测试日期、测点数，光标指示位置为当前测点，如图2.10所示。光标可在测点上下移动，当测点数超过一屏时，将光标移至退出查看上，继续右旋，程序将滚屏显示出后续测点数据。选择当前测点：将光标移至要打开的测点上，按下旋钮，程序调出该测点数据并且回返到采集软件主界面。软件主界面上将显示该测点的波形、状态参数和声学参数，并在屏幕底行显示出声时、声幅和波速。如果您无需打开某一测点，将光标移动到退出查看，按下旋钮钮即可返回到采集软件主界面，内存中的数据保持不变。【波列图】：在深度影像图区显示当前文件的所有测点的波形。先选择一个要查看波列图的文件，再将光标移动到【波列图】，按下旋钮,在软件界面的深度影像区域显示该文件的所有测点波形。选择当前测点：旋转旋钮，将波列图底部的手形光标移动到要打开的测点波形上，按下旋钮，程序调出该测点数据并且回返到采集软件主界面。软件主界面上将显示该测点的波形、状态参数和声学参数，并在屏幕底行显示出声时、声幅和波速。【波列影像】：在深度影像图区显示当前文件的深度影像。先选择一个要查看波列影像的文件，再将光标移动到【波列影像】，按下旋钮,在软件界面的深度影像区域显示该文件的深度影像图。【删除文件】：删除当前工地下面的桩数据文件。先选择一个工地，再将光标移动到图2.7文件管理菜单中的【删除文件】，按下旋钮弹出删除文件对话框（如图2.11所示），【桩号.测管】后的“※”符号为删除标志。旋转旋钮，将光标移动到要删除的文件，按下旋钮，【桩号.测管】后就会添加删除标志“※”。将光标移动到图2.5.6.1最下方的【返回】，按下旋钮弹出图2.12确认删除对话框。选择【确认删除】，再按下旋钮，删除有“※”标志的文件并且返回到采集软件主界面；选择【放弃删除】，再按下旋钮，不执行删除操作直接返回到采集软件主界面。【改名存盘】：将当前选择的文件改名并且存盘。先选择一个要改名的文件，再将光标移动到图2.7文件管理菜单中的【改名存盘】，按下旋钮弹出改名存盘对话框。输入桩号（最多只能输入8个字符），将光标移动到【确认】，按下旋钮，在当前工地下面会生成一个改名后的文件。【修改测距】：修改当前剖面的声测管间距，单位mm。先选择一个要修改的剖面文件，再将光标移动到图2.7文件管理菜单中的【修改测距】，按下旋钮弹出修改测距对话框。输入新测距，将光标移动到【确认】，按下旋钮，该剖面的测距被更新为输入的新测距并且返回到采集软件主界面。【删除】－删除输入的字符；【取消】－不执行任何操作直接返回到采集软件主界面。【声时纠偏】：当前剖面的所有测点的声时加上这个偏移量。【系统维护】：在DOS状态下，通过并口（或串口）传输数据和升级软件，详细使用说明请参考附录B。【并口传输】：电脑在Windows系统下，通过并口接收仪器数据。详细使用说明请参考附录C。【U盘转存】：适用于有USB接口的仪器，把仪器的当前工地里面的数据导出到U盘。把U盘插入到USB接口->【选择工地】->【U盘转存】。待数据传输完毕（即U盘的指示灯停止闪烁）后方可拔出U盘，要不然会造成U盘损坏。六分析功能：分析当前的声波数据文件，如声时PSD－深度、声速－深度、波幅－深度曲线。

先选择一个要分析的文件，再将光标移动到主菜单的【分析】，按下旋钮，仪器上显示声时和PSD曲线（如图2.13所示）。【声时】：显示该剖面的声时PSD－深度曲线。【声速】：显示该剖面的声速－深度曲线。

【波幅】：显示该剖面的波幅－深度曲线。【组合】：显示该剖面的声速、波幅－深度曲线。

【组合二】：显示该剖面的声速、波幅、PSD－深度曲线。

【表格】：用表格的形式显示该剖面的测点数据。

【打印】：通过并口将计算结果在Epson系列打印机上输出，建议在电脑上分析打印。【返回】：返回到采集软件主界面。七调整

功能：调整仪器的工作参数。将光标移动到主菜单的【调整】，按下旋钮，仪器上显示工作参数对话框（如图2.20所示）。在该对话框下设置滑轮直径、电缆直径、延时预估、首波增强、波形叠加和停止深度，修改好后按返回即可保存设置的参数。工作参数按图2.20设置即可，一般不作调整，除了电缆直径要根据探头电缆的实际线径作适当调整。【滑轮直径】：深度计数器上的滚动轮直径，默认值是74.00mm。【电缆直径】：探头电缆的直径，默认值是5.577，要根据实际的电缆直径做适当调整。【延时预估】：根据新建文件参数对话框里面设置的净测距估算出延时时间，并把该值设置为状态参数里面的延时时间，默认值是打开。【首波增强】：指数放大波形，以提高信号幅度，便于自动判读首波，仪器标定时请关闭此开关，默认值是关闭。【波形叠加】：对信号简单叠加，以消除随机干扰，增大信噪比，便于自动判读首波，仪器标定时请关闭此开关，默认值是打开。【停止深度】：设置仪器采样的终止深度，默认值是0.00m。【复位工作参赛】：把状态参数、新建参数和工作参数恢复到出厂默认值。【深度计数自校】：校正仪器的深度误差。输入探头的电缆刻度（即实际深度）和仪器的深度读数，计算出修正后的电缆直径。【确认】－将计算出来的修正后的电缆直径输出到图2.21工作参数的电缆直径；【取消】－退出深度校正对话框。详细使用方法请参考附录D深度计数原理八辅助功能：对当前查看的测点的波形进行一些变换和处理。将光标移动到主菜单的【辅助】，按下旋钮，仪器上显示辅助功能菜单（如图2.22所示）。【压缩拉伸】：压缩或拉伸测点波形窗口中的波形。按下旋钮，左旋－压缩，右旋－拉伸，再次按下旋钮－操作终止并返回。【窗口移动】：翻页查看波形。【波形移动】：移动测点波形。【恢复波形】：将波形恢复到处理以前的波形。【剔除直流】：消除积分后速度曲线的漂移。【振幅频谱】：对所测的超声波形数据进行FFT变换，绘出振幅谱曲线，返回采样菜单后，可读出波形主频和各频率分量的幅度。【数字滤波】：带通滤波。【线性放大】：线性放大测点波形窗口中的波形。九采样功能：采集数据。将光标移动到主菜单的【采样】，按下旋钮，仪器上显示采样菜单（如图2.23所示）。【调幅】：调整现场采样时经常用的参数。将光标移动到图2.9的【调幅】，按下旋钮，采集软件界面上显示【采样时调放大倍数】、【采样时判读门限线】、【采样时延迟时间】、【采样时调整基线】、【采样时采样间隔】和【采样时发射脉宽】六种可切换功能菜单。该功能菜单项不是执行命令，而是对采样时旋钮旋动的定义。旋转旋钮,切换选择。采样时左旋旋钮相应：减小放大倍数、减小自动判读门限、增大正延迟时间、曲线向上平移、增大采样间隔、减小发射脉冲宽度；右旋则作相应反方向变化。现场采样时比较经常用的2个功能是【采样时调放大倍数】和【采样时延迟时间】。【采样】：仪器根据当前设置的状态参数采样声波信号。调整放大倍数和延迟时间，采集到理想的波形，使得仪器能正确的判读首波。如果波形不理想，判读不稳定，采样时调整放大倍数，使信号幅度达到约满幅度的1/5～3/5（首波过门限线且不溢出波形区域如图2.24所示）。【写盘】：保存测试结果。在自动测桩过程中，探头从桩底移动到桩顶后，按下旋钮，弹出采样菜单，光标移动到【写盘】，再按下旋钮，保存当前测试的剖面数据。【读时】：手动判读已经保存的测点数据的声时。选择文件－>查看测点－>读时－>旋转旋钮移动声时竖线光标到正确的首波起跳点位置－>按下旋钮保存声时。【读幅】：手动判读已经保存的测点数据的波幅。选择文件－>查看测点－>读幅－>旋转旋钮移动声时竖线光标到正确的首波的峰值点位置－>按下旋钮保存波幅。【读频】：手动判读已经保存的测点数据的频率。选择文件－>查看测点－>读幅－>旋转旋钮移动声时竖线光标到正确的首波的起跳点位置－>按下旋钮－>再旋转旋钮移动声时竖线光标到下一波形周期位置－>按下旋钮保存首波频率。【菜单】：从采样菜单返回到主菜单。将光标移动到【菜单】选项，按下旋钮，返回到主菜单。十数据传输【U盘转存】：适用于有USB接口的仪器，把仪器的当前工地里面的数据导出到U盘。把U盘插入到USB接口->【选择工地】->【U盘转存】。待数据传输完毕（即U盘的指示灯停止闪烁）后方可拔出U盘，要不然会造成U盘损坏。【并口传输】：适用于有并口的仪器，电脑在Windows系统下，通过并口接收仪器数据。详细使用说明请参考附录C。【系统维护】：适用于有并口或串口的仪器，在DOS状态下，通过并口（或串口）传输数据和升级软件。十一软件更新带并口或串口的仪器用并口线（或串口线）把仪器和电脑连接起来，仪器这边进入系统维护，然后电脑这边用岩海光盘启动，在DOS状态下把新的仪器采集软件拷贝到仪器里面。详细使用说明请参考附录B。带USB口的仪器先把新的仪器采集软件拷贝到U盘上，再把U盘插入仪器的USB口，仪器自动查找U盘上的采集软件并更新。第三部分

声波透射法检测基桩完整性（自动记录）简介检测前的准备状态参数设置检测新桩和剖面一简介超声波透射法检测桩身结构完整性的基本原理是:由超声脉冲发射源在砼内激发高频弹性脉冲波，并用高精度的接收系统记录该脉冲波在砼内传播过程中表现的波动特性；当砼内存在不连续或破损界面时，缺陷面形成波阻抗界面，波到达该界面时，产生波的透射和反射，使接收到的透射波能量明显降低；当砼内存在松散、蜂窝、孔洞等严重缺陷时，将产生波的散射和绕射；根据波的初至到达时间和波的能量衰减特性、频率变化及波形畸变程度等特征，可以获得测区范围内砼的密实度参数。测试记录不同侧面、不同高度上的超声波动特征，经过处理分析就能判别测区内部存在缺陷的性质、大小及空间位置。在基桩施工前，根据桩直径的大小预埋一定数量的声测管，作为换能器的通道。测试的每两根声测管为一组，通过水的耦合，超声脉冲信号从一根声测管中的换能器中发射出去，在另一根声测管中的换能器接收信号，超声仪测定有关参数并采集存储。换能器由桩底同步往上提升，根据预设的步距自动保存测点数据，检测遍及整个截面。二检测前的准备检测需要的设备及配件

RS-ST01D(P)声波仪器主机，跨孔声波探头1对(探头线长>桩身长度)，深度计数器1只，深度通信电缆1根，管口滑轮2只，三角架1只，卷尺，现场记录纸，笔，电源，电源线。注：仪器内置电池可以工作4.5个小时，如果要工作时间较长且检测现场没有交流电的话，要带个12V电瓶和电瓶夹。被检测的基桩对象的预处理一般是提前一天找施工方把声测管割平，管口建议高出桩顶300mm以上，且各声测管管口高度一致，再往声测管里面灌满清水，然后把管口包好以防止东西掉进去堵管。3.2.3测试前的准备

1.对声测管进行编号，测管编号如图1.6.2所示，测量并记录各声测管外壁之间的距离。

2.先把发射和接收换能器放到声测管底部并保持在同一深度，记录换能器离桩顶标高的深度，该深度作为图2.3新建文件参数测试的起点深度。

3.按照图3.1测桩现场连接示意图所示，将测桩系统各部分连接起来。三状态参数设置

按照图2.5状态参数对话框里面的默认状态设置即可。四检测新桩和剖面设置新桩和剖面参数如图2.4新建文件参数所示，输入工地名，检测日期，桩号，测管编号，模式一般选择水平同步，起点深度，移动方向固定为向上，记录步距一般就选20cm，净测距。然后将光标移动到【确定】，按下旋钮保存参数并返回到采集软件主界面。采样

1.将光标移动到主菜单的【采样】，按下旋钮，仪器上显示采样菜单（如图2.23所示），再将光标移动到采样菜单的【采样】，按下旋钮仪器上显示采样窗口（如图2.24所示）。调整放大倍数和延迟时间，采集到理想的波形，使得仪器能正确的判读首波（如图2.24所示）。2.再开始上拉探头，移动速度一般保持在40cm/s左右。若声测管弯斜的比较严重，则移动速度相应减慢。3.探头从桩底移动到桩顶后，按下旋钮，弹出采样菜单，光标移动到【写盘】，再按下旋钮，保存当前测试的剖面数据。减少信号干扰

1.测桩现场旁边不要有大机器作业，比如钻孔机。

2.尽量避免探头移动过程中与声测管壁摩擦碰撞。第四部分分析软件说明测桩分析测孔分析测厚分析测强分析测缺分析测锚分析一测桩分析选择进入测桩分析界面，在文件下拉菜单内选择打开文件，选择保存文件的路径，找到需要打开的文件双击，则可以见到打开的文件窗口，如图：工地采集存储在仪器的数据在回到室内后，最好尽快将数据传输到电脑上面，通过我们的专门的分析软件对数据进行处理，即可比较轻松容易的得到最后的报告和结果。测桩分析对跨孔超声检测的数据进行分析，其步骤如下：打开专门的软件，进入测桩分析窗口，在分析软件的文件下拉菜单中选择打开文件，找到数据存储的地方并打开数据，

由于仪器的类型不同，RS-ST01C传出来的数据分为两个部分，一个是象声音喇叭图标表示的文件是主文件，另外还有一个文件夹，在文件夹里面存储了各个测点的波形文件，这个是无法通过软件单个来打开查看的，这两个部分必须在一起，如果没有了文件夹内的波形文件，那么在分析软件打开主文件后将看不到单个测点的波形文件，RS-ST01D仪器传输出来的数据只有单一一个文件，波形文件不在单独的作为一个文件夹存放，这是每一个剖面是作为一个文件，同一根桩虽然有几个剖面，但是打开一个剖面文件的时候，同一根桩另外的剖面也一起打开了，在分析软件的右边窗口可以看到。其图如下：在上图中分为三个窗口，a：单道波形显示区，b：剖面声学曲线显示区，c：剖面文件波形显示区。单道波形显示区：这里显示的是每一个测点的波形，在这个波形上有一条垂直于波形起跳点的声时判断线，移动鼠标并点击单道波形的其它地方即可重新手动判读声时点，如果您认为首波没有自动判读正确即可通过这样的方式自己来选择首波的位置。剖面文件波形显示区：同一根桩所有的剖面都在这里显示，通过选择不同的剖面可以看到该剖面测点的波形，所有的测点从桩底向桩顶依深度排列，点击任意深度的波形可以使该测点在单道波形显示区显示出来。在这个窗口点击鼠标右键，可以看到有下面很多功能选择。剖面声学曲线显示区：在这里可以看到有声时、波幅、声速等很多选择项，通过这些选项可以查看对应的声学曲线，同样在声学曲线上面点击也可以把该点的单道波形曲线在上面的单道波形曲线显示区上显示出来。在这个窗口点击鼠标右键同样也有一些功能可以使用。同时软件在各窗口设置了右键功能，以更好的帮助您分析处理数据

二测孔分析在分析软件的主界面点击进入测孔分析窗口，其窗口内容同测桩分析相同，只是在单道波形显示为两个单个的波形，如下图窗口内的第一道波形为通道一的波形，通道二的波形为下面一个，两个波形的首波之间的时差为声时差，由于单孔检测时两个接收传感器之间的距离固定，因此通过通过声时差即可计算出波速Vp，下面的图为波速图，上图为深度为横坐标，波速值为纵坐标的曲线，在软件窗口的工具栏中的窗口中有一个“波速直方图”选项，