1、IES掃描式沖擊回波系統掃描式沖擊回波系統是世界上目前最先進的沖擊回波系統，由美國Olson公司首創。該系統不僅可以檢測混凝土結構內部的厚度和缺陷(孔洞、裂縫、蜂窩等)，而且可以對混凝土結構中預應力管內的灌漿情況進行檢測。掃描式沖擊回波系統簡介IEScanner掃描式沖擊回波系統基于沖擊回波原理，采用滾動傳感器的獨特技術，以2.5cm的間隔接近連續的測試混凝土內部情況，具有以下優點：只需一個測試面不需要耦合劑測試迅速，每小時可測20003000個點檢測結構可靠、準確可對結果進行三維成像，快速、直觀顯示缺陷沖擊回波技術發展歷史一、沖擊回波技術的發展歷史國外發展情況國際上從20世紀80年代中期開始

2、研究沖擊回波反射法(ImpactEchoMethod)。美國科內爾大學(CornellUniversity)的博士最早對該方法進行了研究。由于該方法具有以下優點:單面測試，擴大了應用范圍；可獲得缺陷明確的反射信號，直觀，測一點即可判斷一點測試方便，快捷；可以很方便的測量結構厚度所以國外技術發展非常迅速，國外已經將沖擊回波方法大量用于工程實測中，如探測混凝土結構內的疏松區，路面、底板的剝離層，預應力張拉管中灌漿的孔洞區，表層裂縫深度，甚至用于探測耐火磚砌體及混凝土中鋼筋銹蝕產生的膨脹等。該技術符合美國ASTMStandardC1383-98厚度確定標準，ACI228.2R-98確定孔洞、蜂窩、裂

3、縫、分層等缺陷的標準。德國也已將沖擊回波方法寫進檢測隧道襯砌厚度的規范。國內發展情況國內從1989開始對沖擊回波方法進行研究，南京水利科學研究院在這方面做了深入研究，同時國內其他一些研究機構也對該方法進行了研究。目前國內還沒有此方面規范，許多研究者正在從事該方面工作。二、國內外沖擊回波儀器發展國外發展情況目前國外主要有四家沖擊回波儀器的生產廠家：美國Olson公司、美國ImpactEcho公司、美國QUALITEST公司及丹麥的GERMANN公司。對于沖擊回波系統，對比如下：美國Olson公司具有一個檢測公司和一個儀器公司，所以Olson的所有產品都是經過數萬次實地工程檢測后推出市場的。其他公

4、司不具備此條件。美國Olson公司的CTG系列便攜式沖擊回波系統是中國國內用戶最多的沖擊回波儀器。其他公司沖擊回波產品在中國銷量不多。美國Olson公司的掃描式沖擊回波系統是全球首創產品，具有世界專利，經Olson公司多年檢測研究而成，比一般的沖擊回波系統上升了很高的層次。其他公司沒有掃描式沖擊回波系統，只有單點式檢測儀器，無法和Olson產品相比。、美國Olson公司產品中國推廣情況美國Olson公司的掃描式沖擊回波系統由于技術先進，檢測可靠，在國際上具有非常高的知名度。Olson公司不僅在美國和許多知名大學都有聯合試驗項目，并和德國等其他國家都有研究項目。中國市場方面，在中國建研院、清華大

5、學、同濟大學、西安建筑科技大學、大連理工大學、浙江大學、武漢理工大學、廣州大學、廣東省建科院等眾多知名科研院所都進行了演示推廣，獲得了各專家的一致好評。目前，已有武漢理工大學、燕山大學、南京大學、南京水科院、中鐵四局、上海建科院、保定交通建設咨詢監理公司等單位采購了Olson公司的掃描式沖擊回波系統及其他測試系統，北京航空航天大學采購了Olson公司的高級沖擊回波測試系統和其他系統，越來越多的客戶把沖擊回波儀器列入了他們的采購計劃。掃描式沖擊回波方法檢測預應力管灌漿技術OraIE(ImpactEcho)沖擊回波一）、沖擊回波方法概述沖擊回波法是基于應力波的一種檢測結年代，美國科內爾大學的Mar

6、ySansalone博測方法。早在20世紀80究。IE能夠快速確定混凝土、砌體結構中的孔洞、蜂窩、裂縫、的厚度以及缺陷的深度。IE法的一個很重要的優掃描式沖擊回波方法檢測預應力管灌漿技術OraIE(ImpactEcho)沖擊回波一）、沖擊回波方法概述沖擊回波法是基于應力波的一種檢測結年代，美國科內爾大學的MarySansalone博測方法。早在20世紀80究。IE能夠快速確定混凝土、砌體結構中的孔洞、蜂窩、裂縫、的厚度以及缺陷的深度。IE法的一個很重要的優構件測試沖擊回波技術發展非常迅速，目前已沖擊回波系統、超薄沖擊回波檢測系統等多種類型,工程需要進行選擇。美國Olson公司的專目前，IE方法

7、檢測的厚度范圍從5cm180cm,完全滿足一般工程的檢測需要（二）、沖擊回波方法的原理IE測試基本原理：如圖1所示。用一個小錘或沖擊器作為激振源在混凝土表面沖擊來產生壓縮波，然后用放置在沖擊器附近的接收傳感器接收反射回來的壓縮波。經過分析后來計算混凝土的厚度、探測內部的孔洞、裂隙、剝離等缺陷。對于無缺陷的平板、路面，沖擊回波試驗中就會得到一個其底面的反射波，這樣在已知壓縮波的波速時，就可以計算厚度了。Souicc（其中source圖1：沖擊回波原理示意圖源，receiver為反射波的接收器）ReceiverSouicc（其中source圖1：沖擊回波原理示意圖源，receiver為反射波的接收

8、器）下面，對沖擊回波方法的厚度或缺陷深度計算進行更詳細的說明。如圖2所示，接收器接收到反射波后，通過快速傅立葉轉換將時域數據轉化為頻域數據，然后確定回波的頻率峰值F,深度計算結構的厚度或缺陷D=（b*VP）/2f（其中b是形狀系數，對板/墻來說是0.96,對于梁和柱該值更小，根據厚度和寬度的比值確定，VP是壓縮波波速）。圖3給出了某測試點時域圖和頻域圖，圖4給出了無缺陷處和有缺陷處的測試結果對比。=口王=口王2P.-SQ.E圖4：無缺陷和有缺陷頻域圖比較（圖4說明：上圖：無缺陷處只有一個頻率峰值，可獲得厚度信息下圖：缺陷處存在多個頻率峰值，可根據曲線形狀判斷缺陷性質及深度）（三）沖擊回波方法相

9、對于超聲波方法的優點1、沖擊回波方法只需一個測試面，而超聲波方法需兩個測試面，這在很多情況下很難做到。2、沖擊回波方法使用比超聲波更低頻的聲波（IE頻率范圍通常在2to20kHz）,這使得沖擊回波方法避免了超聲波測試中遇到的高信號衰減（highsignalattenuation）和過多雜波干擾問題。3、沖擊回波方法不需耦合劑，單手即可操作，標定后每個測點直接得出結構厚度或缺陷位置、深度信息。而超聲波方法需耦合劑，兩個探頭加大了操作的難度。同時需大量數據對比才能確定缺陷的位置，但不能確定缺陷深度。4、沖擊回波方法最深可測180cm的結構，而對于超聲波方法測試同樣厚度將非常困難，特別是兩個測試面不

10、易接觸的情況下。由以上可以看出，IE沖擊回波方法具有超聲波方法無可比擬的優越性，該方法將隨著技術的不斷完善和發展，成為混凝土結構無損檢測的一個重要方法。（四）沖擊回波方法的應用舉例IE測試可用于評估板、梁、柱、墻、公路路面、飛機跑道、隧道和大壩等結構的內部狀況。IE方法能夠發現混凝土、木材、石材和砌體中的孔洞、蜂窩、裂縫、剝離以及其它缺陷。如果已知混凝土構件的厚度，IE法可以還預測早期混凝土的強度。以下為沖擊回波檢測結構的幾個現場實例，其中圖8表面波和沖擊回波聯合使用，在單面情況下，可準確獲得混凝土波速，進而求得更精確的厚度值：圖5：沖擊回波方法檢測橋梁圖沖擊回波7L圖8：圖5：沖擊回波方法檢

11、測橋梁圖沖擊回波7L圖8：下圖是一塊11英寸厚的混凝土板（密實）以及一塊17英寸厚的混凝土板（有裂縫）的沖擊回波試驗結果。測試結果表明在離混凝土板表面6.3inches深處有裂縫a：在密實混凝土板上進行的IE測試結果O.Oft10板厚=11inches壓縮波速度=11,700ft/sec首個頻率波峰齒200Hz反射體深度=速度/2X頻率=11.3inches板.底的反射諧振振幅=3.8O.Oft10板厚=11inches壓縮波速度=11,700ft/sec首個頻率波峰齒200Hz反射體深度=速度/2X頻率=11.3inches板.底的反射諧振振幅=3.8x1O10inches小結論=混醫土板憲

12、實，無缺陷0500010C0015000,b:在有裂縫的泯凝土板上進行的IE測試結果200(X12.0板厚=丁inches壓縮波速度=ll,TDClft/sec首個頻率波峰曲11,200He反射體深度=速度/X頻率=氏孑inches、裂縫的反射，無板底反射）諧振振幅=E況iCl-1Clinches（大結論：在離渦族土板表面h并深處有裂縫KO20000圖9：密實混凝土板和有裂縫混凝土板IE結果對比二、IES（ImpactEchoScanner）掃描式沖擊回波方法介紹（一）、掃描式沖擊回波方法概述IE方法一直被公認是一種對混凝土構件進行無損檢測的強大工具。該測試方法不僅符合美國ASTMStanda

13、rdC1383-98厚度確定標準的有關要求，也符合美國ACI228.2R-98確定孔洞、蜂窩、裂縫、分層等缺陷的標準的有關要求。至今為止，IE方法的最大局限性是測試速率較低。一般來說，普通的IE系統每小時可測3060個點，這就限制了該方法只能用于測試較小、非常關鍵的部位。掃描式沖擊回波系統的研制成功，徹底解決了該問題。用IES方法每小時可測20003000個點，極大地提高了檢測效率。此外，由于該方法可沿直線以數厘米的間隔進行快速測試，經實踐多次證明它還可以用于檢測后張預應力管內的灌漿情況。利用軟件對IES數據的進行三維處理后，還可對結構的厚度、缺陷位置以及后張預應力管內的灌漿情況進行非常直觀的

14、顯示。（二）、掃描式沖擊回波方法原理IES方法是在IE的基礎上，將固定的單個傳感器變為滾動傳感器，從而極大地加快了測試速度。如圖11所示，IE方法只有一個接收傳感器，每測試一點螺線管沖擊一次。而IES方法采用掃描式滾動傳感器，并采用螺線管沖擊器進行連續沖擊，每小時可測20003000個點,速度比單點式沖擊回波儀器提高了50100倍，極大地提高了檢測效率。rollingtransducer10：掃描式沖擊回波原理圖圖11:左上角為10：掃描式沖擊回波原理圖圖11:左（三）Tes測試實例:z每隔5仁如-描.一cm間距進行一次IEScanner掃zz每隔5仁如-描.一cm間距進行一次IEScanner掃z板中蜂窩缺陷板中存在預應力管（存在灌漿密實區、.不密實區、空管區）一.圖12：IES方法測試大型板現場利用IES進行的三維成像測試結果：o圖目14oB62灌漿密實區域32圖15：預應力管中未灌漿區域的缺陷成像”4.898一二云g一9灌漿不密實區域Q圖16：板中孔洞缺o，成像成像Q匕卩03密實區域未灌漿區域未灌漿區域灌漿不密實灌漿密實區域灌漿密實區域未灌漿灌漿密實區域勺圖形解釋2.IES檢測美國某橋梁實例:1Ay的(rIV.2.IES檢測美國某橋梁實例:1Ay的(rIV.管位置進行掃描IESJ1另外在3.5-4.5(掃描終端)英尺處可以看出存在蜂窩/孔洞(4)四根管檢測完后的三維成像