A1040 MIRA 3D超声波断层扫描仪在风机管片检测中的应用
时间：2024-1-24 来源：https://mp.weixin.qq.com/s/vfQM5W_GJCs1OiinM3Y4uQ 查看次数：1646
近期，瑞科仪器应客户要求，在齐齐哈尔市附近某风机管片检测项目中，使用A1040 MIRA 3D 超声波断层扫描仪在现场进行实地检测。对管片交接处，疑似不密实区域进行精细检测，通过对检测数据后期软件3D成像分析，获得了详细的检测报告。
测试设备
此次检测，采用的设备是国际知名超声波检测设备生产厂家——俄罗斯ACSYS公司生产的A1040 MIRA 3D超声波断层扫描仪，由瑞科（广州）仪器科技有限公司代理并提供技术支持和售后服务。该设备采用合成孔径聚焦成像方法(SAFT)，具有分辨率高、能在实地工作的优点，是超声成像领域发展起来的新技术，在无损探伤领域具有很好的应用前景。
A1040 MIRA 3D超声波探头由4×8个干点换能器阵列和一个控制单元组成，换能器为信号发射和接收装置，可发射周期脉冲。探头内的控制单元激活一个换能器作为信号发射端，而其它的换能器作为信号接收端。下图表示第一个换能器发射信号，其它换能器接收信号。图中显示了信号传播路径。此后，下一个换能器发生信号，其右侧的换能器接收信号。此过程循环重复，直至前31个换能器都已经激发过信号为止。
如果构件内部的混凝土-空气界面足够大，一部分发射的超声波脉冲信号会被该缺陷提前反射。因为路径更短，由缺陷反射的信号会早于构件底面反射的信号到达接收端。信号处理软件依据每排换能器接收到的反射脉冲的到达时间，来推断构件内部缺陷的位置。
MIRA超声波成像仪技术特点：
阵列式系统：
A1040 MIRA 3D的控制器是一个阵列式的控制器，由8个模块组成，每一个模块包含4个横波传感器。当超声波信号发出后，接受到信号的会被控制器进行处理，然后转移到电脑用合适的软件进行处理。
合成孔径聚焦超声成像
通过将阵列小探头接收的超声信号合成处理，得到与较大孔径探头等效的声学图像，对接收到的信号作适当的声时延迟或相位延迟后，再合成得到的被成像物体的逐点聚焦的声学图像，其特点是可以获得较好的横向分辨率。
干耦合换能器
传统的换能器需要使用耦合剂才能与混凝土表面紧密接触。干耦合即不使用耦合剂，通过弹簧弹力实现与被测表面的耦合。使用干耦合换能器加快了检测速度，并消除了耦合剂涂抹不均匀对测量结果的影响。
横波检测
固体中的声波有纵波、横波和表面波三种类型。传统方法只利用纵波，横波和表面波携带的信息被忽略。改用横波检测有以下好处：
信噪比提高：超声横波在混凝土中的散射比纵波弱，因而横波检测的噪声更低;
分辨能力有所增强：识别越小的细节需要的波长越短，而混凝土中横波的波长大约是同频率纵波波长的60%;
缺陷的反映更明显：因流体中的声波只有纵波，横波遇到欠密实、缝隙和空洞等缺陷后几乎全被反射，其反射系数大于纵波。
成像显示
数据采集得到的实时二维图像。用不同的颜色表示不同强度的反射。也可以使用idealViwer 3D软件将在多个位置测量的结果整合，在计算机中上生成三维图像，更加直观。
A1040 MIRA 3D超声波成像仪技术参数：
并行数据采集通道数32
10～100 kHz中心频率
检测深度高达3m（取决于混凝土性能）
最大覆盖面积10✖20c㎡
可充电电池，10小时工作时长
帧重复频率2D 成像25Hz、3D成像2Hz
单个A-DPC®干点式传感器阵列配置（可与其他阵列组合扩展）
项目现场照片
第一块试件测试结果
1.1、管片扫描
根据图像，可知管片厚度约为267mm，与试件实际厚度260mm相符合；约21mm处存在第一层钢筋区域，约267mm处存在管片厚度及第二层钢筋分布区域。
管片衔接处灌胶密实度扫描
2.1、B扫描成图
根据图像，可知在深度约60mm至110mm处在异常反射，厚度约277mm,与试件实际厚度260mm相符；
2.2、现场钻孔验证
可以明显的看到在深度约60mm处至110mm处，存在1大7小八个明显的异常空洞，应为两处管片环氧树脂胶脱空区域；测试结果与现场验证结果相符合，钻孔深度约5至6cm处脱空，空洞深度约为6cm。
测试结论
以上是我司使用A1040 MIRA 3D设备对风机管片衔接处进行测量的实地检测报告。通过此次项目，结合现场测试情况与实际操作使用，可以看出MIRA A1040 3D超声波断层扫描仪有以下使用特点：
1、 寻找混凝土体、钢筋混凝土或自然石块中的外来包体、孔洞、空隙、分层、充填泄露、裂缝等。
2、 测厚精度高，在现场通过对管片检测，能够清晰的检测出钢筋位置深度及管片厚度。图像显示管片厚度为267mm，实际管片厚度为260mm。管片厚度误差仅仅7mm。
3、 根据现场情况，在管片相交缝隙处测试，可以明显的看到在深度约60mm处至110mm处，存在1大7小八个明显的异常空洞，应为两处管片环氧树脂胶脱空区域；测试结果与现场验证结果完全符合，人工钻孔深度约5至6cm处脱空，空洞深度约为6cm。
4、 在测试过程中，能够清晰的检测出钢筋位置深度及管片厚度。
作为新兴的无损检测的重要仪器，我们期待A1040 MIRA 3D能够在各种实地应用中帮助工程师们更便捷快速的定位各类结构建筑的内部状况，成为检测工作的得力助手。