1. 超声波指纹识别是什么
问题一:超声波指纹识别什么意思? 也就是利用超声波的透射、反射的特性 让指纹解锁更准确 即使手上有水也能轻松识别
问题二:超声波指纹识别是什么意思? 用超声的方法来做指纹识别吧,很多年前有听说过,不过好像很困难。
问题三:超声波指纹识别和普通的指纹识别什么不同 10分 光学指纹容易破解 电容指纹不容易 超声波最难 最好的好还是虹膜解锁
问题四:超声波指纹识别技术是个什么鬼 9月27日下午,小米秋季新品发布会正式召开。本次发布会的最大亮点莫过于万众期待的旗舰手机――小米5s发布,该机除了使用顶尖的配置,还加入了超声波指纹识别、超感光相机等黑科技,售价方面是1999元起。同场发布的还有2299元起的小米5s Plus。
从设计上来看,小米5s看上去就像是一台经过了金属拉丝的iPhone 6s。小米5s提供四种配色,提供玫瑰金、金色、银色、深灰色四种配色,正面使用2.5d弧面玻璃,背面均使用金属机身打造。雷军特别提到和小米5最大的不同是,小米5s又重新回归了金属机身是因为陶瓷机身工艺难度太大。
先看看配置总览,小米5s配备了5.15英寸1080p屏幕,内核搭载高通骁龙821处理器,3GB/4GB内存,存储空间有64GB、128GB版本;提供1200万后置摄像头,400万前置摄像头,电池容量为3200mAh(支持快充),具备Type-C接口、双卡双待,新一代UFS2.0高速闪存,支持4G+,全功能NFC等功能。
除了这些常规配置,雷军这次为小米5s着重介绍了两项新的黑科技
首先是无孔式超声波指纹识别。这种指纹技术无需在前面板玻璃上开孔,采用完整的一体化无缝式面板。通过超声波扫描,识别指纹独特3D特征,特有10000个微震传感器探测。因此用户在使用时,直接按在玻璃即可进行识别。而为了让用户找到指纹识别的位置,小米5s还是做了一个类似home键的凹槽。
第二项是拍照方面的超感光相机。雷军解释了因为相机感光元件面积越大,成像质量越好。小米5s采用1/2.3英寸的感光元件,尺寸堪比卡片相机。传感器是索尼IMX378,单像素进光量比iPhone 6s Plus 大61%。因为进光量的提升,即使在逆光和暗光下,表现依然出色。
售价方面,雷军笑说小米维持了优良传统,3GB+64GB版本1999元,4GB+128GB版本2299元。另外,同场还有5.7英寸1080p屏幕的小米5s Plus亮相。配置方面,同样搭载高通骁龙821处理器,电池提升为3800mAh(支持快充)。而摄像头更升级到双1300万像素摄像头,两个镜头可以单独使用,也可以同时工作。
用的黑白传感器,拍出更高品质的黑白照片。特别注意的是,指纹识别还是后置,并没有采用最新的超声波指纹。4GB+64GB版本售价2299元,6GB+128GB版本售价2599元。
两款产品会在9月29日在小米官网、线下的小米之家都会同步发售。另外小米还和京东合作,过去一个月的小米新品,都会在29日
问题五:超声波指纹识别的有哪些? 用超声的方法来做指纹识别吧,很多年前有听说过,不过好像很困难。
问题六:超声波指纹识别传感器是什么原理 超声波指纹采集,其原理是利用超声波具有穿透材料的能力,且随材料的不同产生大小不同的回波(超声波到达不同材质表面时,被吸收、穿透与反射的程度不同)。因此,利用皮肤与空气对于声波阻抗的差异,就可以区分指纹嵴与峪所在的位置。
超声波是一种频率高于20000赫兹的声波,它的方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离远,可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。
向某一方向发射超声波,检测声波从发射到反射回来的时间,可以计算出发射点距反射点的距离。对物体进行多点扫描,可由多点汇集出物体的表面形状。依据这一原理采集指纹信息的传感器,即超声波指纹传感器
指纹,是人体的基本特征之一。是表皮上突起的纹线,凸起的部分叫纹峭,凹的部分纹峪。指纹有三种基本形状:螺旋形,环形,弓形;总体特征的区域特征模式有:核心点,三角点,式样线;指纹的局部特征(指指纹上的节点):终结点,分叉点,孤立点,中心点等。
指纹识别,即指通过比较不同指纹的细节特征点来进行鉴别。指纹识别技术涉及图像处理、模式识别、计算机视觉、数学形态学、小波分析等众多学科。由于每个人的指纹不同,就是同一人的十指之间,指纹也有明显区别,因此指纹可用于身份鉴定。由于每次捺印的方位不完全一样,着力点不同会带来不同程度的变形,又存在大量模糊指纹,如何正确提取特征和实现正确匹配,是指纹识别技术的关键。
传统的指纹识别,是对指纹与物体接触的表面进行分析,按手印,光学扫描等得到的是二维(2D)指纹图像。而超声波扫描可以对指纹进行更深入的分析采样,甚至能渗透到皮肤表面之下识别出指纹独特的3D特征。
由于超声波具有一定穿透性,所以在手指有少量污垢或潮湿的情况下仍能工作,可以穿透玻璃、铝、不锈钢、蓝宝石、塑料等设备进行识别。因此可以将传感器装在设备内部和设备融为一体,而不必将指纹识别单元单独做成一个外露的表面部件。
问题七:手机指纹识别和超声波指纹识别的区别 指纹识别,应该所是有用光电,也有用超声。
问题八:超声波指纹识别的优势 超声波指纹技术与基于电容式触摸屏的指纹技术相比具有诸多独特优势,包括能够穿透由玻璃、铝、不锈钢、蓝宝石或塑料制成的智能手机外壳进行扫描。这种独一无二的优势为Qualm Technologies的OEM客户设计新一代优雅、创新和差异化的终端提供了灵活性。此外,用户体验的提升体现在扫描能够不受手指上可能存在的污物影响,例如汗水、护手霜或凝露等,从而提供一种更稳定、更精确的认证方法。此外,QTI基于超声波的解决方案利用声波直接穿过皮肤表层,识别出当前基于电容式触摸屏的指纹技术无法识别出的三维细节和独特指纹特征,包括指纹脊线和汗毛孔等。这样能够产生细节丰富,难于仿制的指纹表面图。
问题九:超声波指纹识别传感器是什么原理 超声波指纹识别技术(亦称超声波Sense ID)
其原理是利用超声波具有穿透材料的能力,且随材料的不同产生大小不同的回波(超声波到达不同材质表面时,被吸收、穿透与反射的程度不同)。因此,利用皮肤与空气对于声波阻抗的差异,就可以区分指纹嵴与峪所在的位置。 超声波技术所使用的超声波频率为1 x 104Hz-1?09Hz,能量被控制在对人体无损的程度(与医学诊断的强度相同)。
超声波指纹识别的优势在于可以识别指纹的3D纹路,采集更精细的指纹数据,而电容式的识别是2D图像。另外一点优势是可以置于塑料、金属、玻璃等多种材料之下,不对机身外观造成影响,减少开孔,不受汗水、油污的影响。
常规指纹识别的原理是电容式信号感测,核心是电信号。手指(人体)的微电场与电容传感器之间形成微电流,指纹嵴与峪(波峰与波谷)间会有高低电容差,这也是描绘指纹图像的基础。但是由于人体自带的电流很小,指纹识别芯片检测到的信号偏弱,也就需要增强电流信号。iPhone以及多数Android手机的指纹识别模组的四周的金属圆环就起到增强电流的作用,同时也用来检测是否有放置手指,然后指纹识别检测电容阵列通电(长期通电的话,电容元器件会有损耗)。
问题十:超声波指纹识别和3d touch功能有什么用 对于 3D Touch 功能而言,当然自家的应用肯定都是率先支持这个功能的。只要用力按下屏幕上应用图标,就可以看到额外的功能选项,就好比在电脑上右键的选项功能。
值得注意的是,在刚拿到6S手机时,对于平时习惯了轻点屏幕,所以对于压力感应可能需要一点时间去适应它。如果在按了屏幕上的图标以后,没有弹出功能选项的话,说明按压的力度不够。
当然对于6S 上的 3D Touch 在系统中是有设置选项的,可以先打开手机上的【设置】应用。接下来在设置列表里,请点击【通用】一栏,在通用列表中,找到【辅助功能】一栏,点击进入。接着在辅助功能中,点击 3D Touch 一栏选项,便可以看到它的设置界面了。在这里可看到有一个 3D Touch 灵敏度的设置选项,分别有弱、中和强三个档次。
此时可以通过按压下方的提供的图片,来找到适合自己的按压力度。每个人对轻重按压的程度都不一样,在这里可以调整它的灵敏度。
当然 3D Touch 除了可以用在主屏上的图标以外,还可以用在应用内,比如邮件中也可以通过按压来打开邮件预览等。另外对于当前有一些第三方软件也更新了版本,用于支持 6S 中的 3D Touch 功能。如下图所中的微信就可以支持 3D Touch 功能,当然日后还会有越来越多的第三方应用软件会支持 3D Touch 功能。
2. 如何测超声波的共振频率
用接收头把机械能转变成电能,然后用频率计采样,或者直接接到示波器,就能看到频率。
3. 超声波用于哪儿
1.超声波简介
声波是一种机械波。声的发生是由于发声体的机械振动,引起周围弹性介质中质点的振动由近及远的传播,这就是声波。人耳所能听闻的声波其频率在20~20000Hz之间,频率在20~20000Hz以外的声波不能引起声音的感觉。频率超过20000Hz的叫做超声波,频率低于20Hz的叫做次声波。超声波的频率可以高达911Hz,而次声波的频率可以低达9-8Hz。
2.超声波传感器
一般超声波传感器运用压电效应原理。
(1)发生器:压电式超声波发生器是利用压电晶体的电致伸缩现象制成的。常用的压电材料为石英晶体、压电陶瓷锆钛酸铅等。在压电材料切片上施加交变电压,使它产生电致伸缩振动,而产生超声波。
(1)接收器: 当超声波作用到压电晶体片上时,使晶片伸缩,则在晶片的两个界面上产生交变电荷。这种电荷先被转换成电压,经过放大后送到测量电路,最后记录或显示出结果。它的结构和超声波发生器基本相同,有时就用同一个超声波发生器兼做超声波接收器。
3.应用于弹性模量测量
在各向同性的固体材料中,根据应力和应变满足的虎克定律,可以求得超声波传播的特征方程。(当介质中质点振动方向与超声波的传播方向一致时,称为纵波;当介质中质点振动方向与超声波的传播方向垂直时,称为横波。在气体介质中,声波只是纵波。在固体介质内部,超声波可以按纵波或横波两种波型传播。)
对于同一种材料,其纵波波速和横波波速的大小一般不同,但它们都由弹性介质的密度、杨氏模量和泊松比等弹性参数决定。相反,利用超声波速度可以测量材料有关的弹性常数。(固体在外力作用下,其长度沿力的方向产生变形,变形时的应力与应变之比就定义为杨氏模量,一般用E表示。 固体在应力作用下,沿纵向有一正应变(伸长),沿横向就将有一个负应变(缩短),横向应变与纵向应变之比被定义为泊松比。)
4.超声波探伤
对高频超声波,由于它的波长短,不易产生绕射,碰到杂质或分界面就会有明显的反射,而且方向性好,能成为射线而定向传播;在液体、固体中衰减小,穿透本领大。这些特性使得超声波成为无损探伤方面的重要工具。
(1)穿透法探伤 穿透法探伤是根据超声波穿透工件后的能量变化状况,来判别工件内部质量的方法。穿透法用两个探头,置于工件相对面,一个发射超声波,一个接收超声波。发射波可以是连续波,也可以是脉冲。在探测中,当工件内无缺陷时,接收能量大,仪表指示值大;当工件内有缺陷时,因部分能量被反射,接收能量小,仪表指示值小。根据这个变化,就可以把工件内部缺陷检测出来。
(2) 反射法探伤 反射法探伤是以超声波在工件中反射情况的不同,来探测缺陷的方法。以一次底波为依据进行探伤的方法。高频脉冲发生器产生的脉冲(发射波)加在探头上,激励压电晶体振荡,使之产生超声波。超声波以一定的速度向工件内部传播。一部分超声波遇到缺陷F时反射回来;另一部分超声波继续传至工件底面,也反射回来。由缺陷及底面反射回来的超声波被探头接收时,又变为电脉冲。 通过分析计算得到损伤情况。
5.超声波测液位
超声波测液位是利用回声原理进行工作的,当超声波探头向液面发射短促的超声脉冲,探头接收到从液面反射回来的回音脉冲。只要知道超声波的速度,通过精确测量时间的方法,就可以测量出距离。
超声波速度在各种不同的液体中是不同的;即使在同一种液体中,由于温度和压力的不同,其值也是不同的。因为液体中有其他成分的存在及温度的不均匀都会使超声波速度发生变化,引起测量的误差,故在精密测量时,要考虑采取补偿措施。利用这种方法也可以测量料位。
6.超声波测厚度
在超声波测厚技术中,应用较为广泛的是脉冲回波法。
脉冲回波法测量工件厚度原理,主要是测量超声波脉冲通过工件所需的时间间隔,然后根据超声波脉冲在工件中传播的速度求出工件的厚度。超声波发生器产生的超声脉冲进入工件后,被底面反射回来,并由一个超声波发生器接收。测出发射脉冲和接受脉冲的时间间隔,已知波速的情况下可以算出试件的厚度。
超声波检测技术在混凝土结构检测中的应用
前 言
超声法测强采用单一声速参数推定混凝土强度。当影响因素控制不严时,精度不如多因素综合法,但在某些无法测量回弹值及其他参数的结构或构件(如基桩、钢管混凝土等)中,超声法仍有其特殊的适应性。
1 超声波检测技术分析
声波的指向性比较好,其频率越高,指向性越好。超声波传播能量大,对各种材料的穿透力较强。超声波的声速、衰减、阻抗和散射等特性,为超声波的应用提供了丰富的信息。 超声检测具有适应性强、检测灵敏度高、对人体无害、设备轻巧、成本低廉,可即时得到探伤结果,适合在实验室及野外等各种环境下工作,并能对正在运行的装置和设备实行在线检查。超声法检测过程无损于材料、结构的组织和使用性能;直接在构筑物上测试验并推定其实际的强度;重复或复核检测方便,重复性良好[1];超声法具有检测混凝土质地均匀性的功能,有利于测强测缺的结合,保证检测混凝土强度建立在无缺陷、均匀的基础上合理地评定混凝土的强度。
应用超声来进行无损检测也有其相应的缺点[2]。对于平面状的缺陷,例如裂纹,只要波束与裂纹平面垂直,就可以获得很高的缺陷回波信号。但是对于球面状的缺陷,例如空洞,假如空洞不是很大或分布不是较密集的话,就难以得到足够的回波信号或是其时间变化不明显;另外,对于各向非同性的材料,例如混凝土,相应会存在材料的离析,使得材料密度不均匀,这使得人们把离析误判为是内部的空洞而导致决策上的失误;对于表面缺陷的检测,超声波法的灵敏度要低得多,但超声无损检测方法可以较为精确的确定混凝土表面的裂缝深度。
2 测量参数
混凝土超声检测目前主要是采用所谓“穿透法”,即用发射换能器重复发射超声脉冲波,让超声波在所检测的混凝土中传播,然后由接收换能器接收。被接收到的超声波转化为电信号后再经超声仪放大显示在示波屏上,用超声仪测量直接收到的超声信号的声学参数。当超声波经混凝土中传播后,它将携带有关混凝土材料性能、内部结构及其组成的信息。准确测定这些声学参数的大小及变化,可以推断混凝土的性能内部结构及其组成情况。
2.1声速
声速即超声波在混凝土中传播的速度。它是混凝土超声检测中一个主要参数。混凝土的声速与混凝土的弹性性质有关,也与混凝土内部结构(孔隙、材料组成)有关。不同组成的混凝土,其声速各不相同。一般说来,弹性模量越高,内部越是致密,其声速也越高。而混凝土的强度也与它的弹性模量、它的孔隙率(密实性)有密切关系。因此,对于同种材料与配合比的混凝土,强度越高,其声速也越高。若混凝土内部有缺陷(孔洞、蜂窝体),则该处混凝土的声速将比正常部位低。当超声波穿过裂缝而传播时,所测得的声速也将比无裂缝处声速有所降低。总之,混凝土声速值能反映混凝土的性能及其内部情况。
2.2振幅
接收波振幅通常指首波,即第一个波前半周的幅值,接收波的振幅与接收换能器处被测介质超声声压成正比,所以接收波振幅值反映了接收到的声波的强弱。在发射出的超声波强度一定的情况下,振幅值的大小反映了超声波在混凝土中衰弱的情况。而超声波的衰减情况又反映了混凝土粘塑性能。混凝土是弹粘塑性体,其强度不仅和弹性性能有关,也和其粘塑性能有关,因此,衰减大小,即振幅高低也能在一定程度反映混凝土的强度。对于内部有缺陷或裂缝的混凝土,由于缺陷、裂缝使超声波反向或绕射,振幅也将明显减小,因此,振幅值也是判断缺陷与裂缝的重要指标。由于振幅值的大小还取决于仪器设备性能、所处的状态,耦合状况以及测距的大小,所以很难有统一的度量标准,目前只是作为同条件(同一仪器、同一状态、同一测距)下相对比较用[3]。
2.3频率
如前所述,在超声检测中,由电脉冲激发出的声脉冲信号是复频超声脉冲波。它包含了一系列不同频率成分的余弦波分量。这种含有各种频率成分的超声波在传播过程中,高频成分首先衰减(被吸收、散射)。因此,可以把混凝土看作是一种类似高频滤器的介质。超声波愈往前传播,其所包含的高频分量愈少,则主频率也逐渐下降。这已为不同测距的试验及频谱分析结果充分证实。主频率下降的多少除与传播距离有关外,主要取决于混凝土本身的性质(质量、强度)和内部是否存在缺陷、裂缝等。因此,测量超声波通过混凝土后频率的变化可以判断混凝土质量和内部缺陷、裂缝等情况。
要准确细致地测量和分析接收波各频率成分变化,须采用频谱分析的途径,这需要对波形采样后送入计算机,进行快速傅利叶变换(FFT),获得频谱图。目前的数字式超声仪具有这一功能。下面将提出用超声仪直接测量接收波主频率的简易有效的方法。
和振幅一样,接收波主频率的绝对值大小不仅取决于被测混凝土的性质的内部情况,也和所用仪器设备、传播距离有关,目前也只能用同于同条件下的相对比较用。
2.4波形
这里指的波形第指在显示屏上显示的接收波波形。当超声波在传播过程中碰到混凝土内部缺陷、裂缝或异物时,由于超声波的绕射、反射和传播路径的复杂化,直达波、反射波、绕射波等各类波相继到达接收换能器,它们的频率和相位各不相同。这些波的叠加有时会使波形畸变。因此,对接收波波形的分析、研究有助于对混凝土内部质量及缺陷的判断。鉴于波形的变化受各种因素的影响,目前对波形的研究只能作一般的观察,记录。
这里还要说明的是,通常所用的纵波换能器所发射的超声脉冲波不仅有纵波成分也有横波成分,即便是较纯的纵波,在通过混凝土内各声学界面后也有部分转化为横波。因此,接收到的一串波形中,既有纵波也有横波。若邻近表面测量时,还有表面波。但是由于横波与表面波传播速度较纵波慢,所以在首波之后一定时刻才出现并和纵波的后续波叠加在一起。如果波形分析与研究也包括了这一部分,那么情况将更为复杂,所以,通常的波形分析与研究大多集中于波前部的纵波,而且最好是不受边界影响的直达纵波。
3 超声检测混凝土强度的主要影响因素
超声法检测混凝土强度,主要是通过测量在测距内超声传播的平均声速来推定混凝土的强度。可见,“测强”精度 高低与超声声速读取值的准确与否是密切相关的,换句话说,正确运用超声声速推定混凝土强度和评价混凝土质量, 从事检测工作的技术人员必须熟悉影响声速测量的因素,在检测中自觉地排除这些影响。
3.1横向尺寸效应
关于试件横向尺寸的影响,在测量声速时必须注意。通常,纵波速度是指在无限大介质中测得,随着试件横向尺寸减小,纵波速度可能向杆、板的声速或表面波速度转变,即声速比无限大介质中纵波声速为小。
当横向最小尺寸d≥2λ(λ为波长)时,传播速度与大块体中纵波速度值相当。
当λ<d<2λ时,可使传播速度降低2.5%~3%
当0.2<λd<λ时,传播速度变化较大,约降低6%~7%,在这个区间里测量时,估计强度的误差可能达30%~40%,这是不允许的。
3.2温度和湿度的影响
混凝土处于环境温度为5℃~30℃情况下,因温度升高引起的速度减小值不大;当环境在40℃~60℃范围内,脉冲速度值约降低5%,这可能是由于混凝土内部的微裂缝增多所致。
温度在0℃以下时,由于混凝土中的自由水结冰,使脉冲速度增加(自由水的V=1.45㎞/s,冰的 V=3.50km/s)。
混凝土的抗压强度随其含水率的增加而降低,而超声波传播速度v随孔隙被水填满面逐渐增高。饱水混凝土的含水率增高4%,传播速度V相应增大6%。速度的变化特性取决于混凝土的结构,随着混凝土孔隙率的增大,干混凝土中超声波传播速度的差异也增大。水中养护的混凝土具有较高的水化度并形成大量的水化产物,超声波传播速度对此产物的反映大于空气中硬化的混凝土;水中养护的混凝土,水分渗透并填充了混凝土的孔隙,由于超声在水里传播速度为1.45km/s,在空气中仅0.34km/s,因此,水中养护的混凝土具有比在空气中养护的混凝土大得多的超声波传播速度,甚至掩盖了随着混凝土强度增长而提高的声速的影响。
3.3构混凝土中钢筋的影响
钢筋中超声传播速度比普通混凝土的高1.2~1.9倍。因此测量钢筋混凝土的声速,在超声波通过的路径上存在钢筋,测读的“声时”可能是部分或全部通过钢筋的传播“声时”,使混凝土声速计算偏高,这在推算混凝土的实际强度时可能出现较大的偏差。
钢筋的影响分两种情况:一是钢筋配置的轴向垂直于超声传播方向;二是钢筋轴向平等于超声传播的方向。对第一种情况央一般配筋的钢筋混凝土构件中,钢筋断面所占整个声通路径的比例较小,所以影响较小(对于高标号混凝土影响更小)。钢筋轴向平行超声传播的方向,在作超声“声时”测量时,可能影响较大,应设法加以避免或修正。
3.4粗骨料品种、粒径和含量的影响
表1:粗骨料与回归方程
粗集料种类 回归方程 Sr %
卵石 R=2.671×10-5V10.827 1.8
碎石 R=4.039×10-2V8.033 26.1
表2:细骨料与回归方程
细集料种类 回归方程 Sr %
中砂 R=1.422×10-5V11.1093 24.0
特细砂 R=1.022×10-5V11.838 16.7
每立方米混凝土中骨料用量的变化、颗粒组成的改变对混凝土强度的影响要比水灰比、水泥用量及标号的影响小得多,但是,粗骨料的数量、品种及颗粒组成对超声波传播速度的影响却十分显著,甚至稍微增加一些碎石的用量或采用较高弹性模量的骨料,敏感性最强的是超声脉冲的声速。比较水泥石、砂浆和混凝土三种试体的超声检测,在强度值相同的情况下,混凝土的超声脉冲声速最高,砂浆次之,水泥石最低。差异的原因主要是超声脉冲在骨料中传播的速度比混凝土中传播速度快。声通路上粗骨料多,声速则高;反之,通路上粗骨料少,声速则低。
4 超声波在混凝土结构无损检测中的应用
房屋和桥梁等建筑物的质量无论是对人民的生命财产,还是对国民经济来说,都是十分重要的。对建筑物的所有要求中,安全性是第一位的。近年来,一系列灾难性的桥梁倒塌事故主要也是由于在设计施工中出了问题,加上对成桥的维修保养不力,出现了诸如混凝土内部空洞、离析,钢筋锈蚀,预应力钢筋失效,梁体受力部位开裂等病害,无损检测是防止这类恶性事件发生的重要手段。另一方面,对现有旧建筑物的维修和保养要耗费大量资金。无损检测技术的应用可使维修保养大大减少盲目性,从而可大大节约这项开支。土木工程无损检测技术有助于评估新旧建筑物的稳定性和整体性,能够对新旧建筑物整体或部分作质量状态监视,能够用来估计建筑材料和结构的性质和性能[4]。
4.1 超声波对混凝土裂缝深度的检测
由于施工不慎混凝土未捣实、施工中因温度变形和干燥收缩、早期施工过载以及混凝土承载后产生的受力损伤等都会形成裂缝,利用超声仪可以检测出上述裂缝的开展深度及以后的开展情况,其所用的方法主要包括双面检测法和单面检测法。
4.1.1 双面检测法
双面检测法是当构件截面不大,而构件的两个侧面都能安放探头(发射探头、接收探头)时,直接探测裂缝的一种方法。如图1所示,探头分别置于1、2、3
4、5、6各对跨缝点。当发射、接收探头在构件两侧面相对位置移动时,测出不同位置的声波传播时间,量得声路的长度(各测点到裂缝截面边缘的水平距离),从b-t关系曲线的突然转折处,即时间从变化转为平稳的过渡点,就是所要测的裂缝深度A。然而在通常的工程结构中很少有满足上述条件的,因而此种方法虽简单,但具体操作时却不一定可行。
图1:双面检测示意图
4.1.2 单面检测法
单面检测法是当构件的截面很大或只有开裂的一个表面能够安放探头时沿面检测裂缝的一种方法。公路桥梁上的主梁裂缝由于条件的限制,其探测基本上也以单面法为多。对于单面检测法,最常用的方法要算tc—to法和BS4408标准方法,另外的方法还包括表面波的传播声时测量裂缝深度、利用超声波首波相位变化的方法检测裂缝深度、冲击回波法检测裂缝深度等,这里主要介绍一下tc—to法。如图2所示,首先在裂缝附近完好的表面,选择一定的长度工作为校准距离,设这段距离为2a,在这段距离的两端安放探头,测出声波通过2a的时间为tc,再将发射与接收探头安放在裂缝两侧,并使两个探头至裂缝的距离都为a,测得通过裂缝处声波的传播时间:tc,如果裂缝与表面正交,以声波通过前后两处混凝土所传播的速度相等为条件,很容易推导出混凝土裂缝深度的计算公式:
d = a[(tc/to)2–1 ]0.5
图2:单面检测示意图
在《超声法检测混凝土缺陷技术规程》(CECS21:2000)中对上述的tc—to法加以了改进,即在不跨缝进行声时测量时,将T和R换能器置于裂缝附近同一侧,使其内边距分别等于50mm、100mm、150mm、200mm、250mm、300mm共6个点,读取这时的声时值(to)i,由此可以画出相应的时-距坐标图。然后在跨缝进行声时测量时,取同样距离的6个点,相应读出这时的声时值(t)i,再根据相应的公式求出每个测点所对应的裂缝深度值,最后取其平均值,这样做主要是因为探头声源并不是在探头中心点位置,通过上述方法可以求出声源的确切位置。
需要指出的是,如果各测距小于dk和大于3dM应剔除出该组数据,然后取余下数的平均值,作为该裂缝的深度值dc;另外一点值得注意的是,检测时裂缝内不得留有水或是其它的异物,这主要是因为在其它材料堵塞裂缝的情况下,声波就不会从裂缝底端绕过,从而导致所计算出的裂缝深度与实际不符。同时,混凝土表面要有一定的光洁度,以保证声时读数的稳定性,这方面也应该重视。此外,对应不同的裂缝其测试方法也应有所不同,在裂缝深度和探头跨缝宽度相差不多的情况下,计算得到的结果与实际会吻合的更好一些,对于过浅或是过深裂缝,应该对此种方法加以灵活的改进,比如跨缝斜测、跨缝不对称测量等等。
4.2 超声波对混凝土的不密实区及其空洞的检测
超声波检测混凝土内部不密实区及其空洞的原理就是当发射探头发射的超声波遇到空洞时,声波就产生反射使一部分能量衰减,另一部分将绕过空洞沿着孔壁传播,并最终将被安放在另一头的接收探头所接收,从而从超声仪上读出的时间与同类材料相同距离下的正常温凝土会有所差别。通过各测点时间读数的变化情况以及超声振幅、波形的变化,就可以推测混凝土内部空洞的大致尺寸,通常以该空洞的最大内径来表示。这里要注意的一点就是首先要用其它方法判断该混凝土内部是空洞还是缺陷,然后再进行下一步操作。在具体对混凝土空洞检测过程中需要布置大量的测点,如果该混凝土结构材料有两对平行测试面,用对测法即可;如果只有一对互相平行的测试面,应在对测的基础上还要进行交叉斜测,同时对可疑数据点区段内应加密测点。
目前在我国桥梁基桩的低应变检测中也相应列人了超声波无损检测技术,在灌注桩浇筑前预先在其两侧预埋声测管,根据桩的直径埋置两到三个声测管,管的直径比探头略大,其下端封闭,测试时在管内注满清水,使两探头水平相对放置,通过探头在桩身的上下移动读出各测点的声时值,从而确定出缺陷异常点的位置和范围。另外,超声波无损检测技术也可以用来检测钢管混凝土中钢管内部的混凝土注浆密实度,以供施工单位及时采取相应的补救措施,将损失减小到最低.
5.结语
用超声法来评定混凝土结构的缺陷,是一种行之有效的方法,但在有些方面还需要进一步完善和发展,比如检测方法还需要一定的改进、数据采集精度有待提高、仪器所检测的声学参数也应多样化。可以说用超声法对混凝土材料进行无损评定是一种非常有潜力的检测手段,有着广阔的发展全间,它需要许多的科学工作者去不断的加以完善和创新,以更好的服务于工程事业。
4. 超声波成孔检测仪采样长度
超声波成孔采样长度是选取值,对应的是测量范围。
不锈钢超声波成孔成槽质量检测仪
5. 单片机问题,我要采样出一列超声波(假设200000hz)的包络线,AD转换芯片用微秒级的可以吗
上dsp或fpga吧,像51这种搞不了的,采样是200khz,需要1m左右的采样速率,然后滤波其实可以达到2m效果会更好
6. 做B超前涂的那层黏黏的、凉凉的液体是什么做完要马上洗掉吗
大部分朋友都应该有过做B超的经验,这大夏天涂上一层凉丝丝的液体还挺舒服的,但这大冬天可有点受不了,这B超做就做吧,为什么得要涂一层黏糊糊的东西?
因为产生强大磁场的磁铁需要超导,它需要液氦来冷却,氦尽管是宇宙中最丰富的元素,但它不可再生,全球能大量供应氦的国家屈指可数,如果不实现液氮替代(核磁共振的磁场建立需要超导线圈,而现在的液氮级别超导材料不适合做线圈),检查费用会越来越高。
7. 超声波检测混凝土缺陷实测过程中应注意什么问题
对于既有混凝土构件,由于施工质量问题或者后期荷载过大等问题,可能会造成混凝土内部存在一些缺陷,严重影响着结构的安全与耐久性。下面就其超声波检测混凝土内部缺陷的主要注意事项进行简要论述。
一、检测范围
超声波检测混凝土内部缺陷的检测主要为房屋建筑、市政工程和一般构筑物中混凝土结构的现场检测,不适用于轻骨料混凝土结构的现场检测。
二、 检测内容
混凝土内部孔洞或不密实
三、检测标准
《混凝土结构现场检测技术标准》GB/T50784-2013
四、仪器的操作
检测混凝土内部缺陷可采用混凝土超声波检测仪,也可以采用雷达等,本次主要介绍超声波的检测方法的注意事项。
(1) 对怀疑存在内部缺陷的构件或区域宜进行全数检测,当不具备全数检测条件时,可根据约定抽样原则选择下列构件或部位进行检测例如重要的构件或部位和外观缺陷严重的构件或部位;
(2)混凝土构件内部缺陷宜采用超声法进行双面对测,当仅有一个可测面时,可采用冲击回波法和电磁波反射法进行检测对于判别困难的区域应进行钻芯验证或剔凿验证;
(3)应根据检测要求和现场操作条件,确定缺陷测试部位(简称测位);
(4 )测位混凝土表面应清洁、平整,必要时可用砂轮磨平或用高强度快凝砂浆磨平;磨平砂浆应与待测混凝土良好粘结;
(5)在满足首波幅度测读精度的条件下,应选择高频率的换能器;
(6)换能器应通过耦合剂与混凝土测试表面保持紧密结合,耦合层内不应夹杂泥沙或空气;
(7 )检测应避免超声传播路径与内部钢筋轴线平行,当无法避免时,应使测线与该钢筋的最小距离不小于超声测距的1/6;
(8)应根据测距大小和混凝土外观质量,设置仪器发射电压采样频率等参数, 检测同一测位时,仪器参数宜保持不变;
(9)应读取记录时、波幅和主频值,必要时存取波形;
(10)超声波检测混凝土构件内部不密实区可按本标准附录D的有关规定进行;
(11)超声法检测混凝土构件裂缝深度可按本标准附录E的有关规定进行;
(12)混凝土构件内部缺陷检测应提供有关测位的选择方式、位置、外观质量描述以及缺陷的性质和分布特征等信息;
超声波检测混凝土因其无损特点被广泛应用,在检测前应注意注意事项,避免检测数据的不准确或无效。