超声脉冲法提高波速测量精度措施分析

包 挺，杨 予，王 毅，徐 浩

(浙江理工大学建筑工程学院，浙江 杭州 310018)

超声脉冲法是一种广泛应用于水利工程质量检测的无损检测手段[1]，但现阶段超声波在水利工程质量检测中的应用仍无法满足实际需求，其原因之一是超声波的测试方式及测试环境因素容易对测量结果造成影响，需对测试误差的来源进行分析并控制。由文献[2]可知，误差主要来源于系统误差、偶然误差及过失误差3个方面。前两种误差可以从选择合适的频率及控制检测环境等方面进行把控，而与过失误差有关的研究并不多见。目前，超声波波速测量的常见固定换能器方法主要为手持法[3]，有时还会采用顶面自然放置法等，这些方法具有明显的缺陷，主要表现为操作者按压换能器时力度的大小问题以及难以避免的平移抖动问题。为此 CECS 02—2005《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》中对手持换能器测试的操作提出如下具体要求[4]：“每一测点均应使耦合层达到最薄，以保持耦合状态一致”“声速值准确与否，完全取决于声时和测距量测是否准确可靠”，但这些描述更多的是指导性意见，并未给出细节操作要求。

在一些相关研究中，研究人员对超声脉冲法的具体操作方法提出了探讨，例如文献[5]建议检测人员对探头均匀施力，且大小控制在0.5kgf左右为宜；文献[6]实验证明了耦合压力在10 N以上时耦合效果达到最佳；文献[7]要求手持换能器，摆放在划分好的网格中心，测试时必须使换能器和试件通过耦合剂紧密接触，并尽量在测试各点保持用力均匀；……