混凝土透视仪检测技术原理及工程应用实例

张立群

镇江市建设工程质量检测中心有限公司 212000

摘要：在我国，建筑行业一直就是国民经济中扮演最重要的角色。近些年，钢结构及新型材料房屋发展十分迅猛，但到目前为止，混凝土结构仍是我们国家应用最多的房屋结构。混凝土透视仪又名混凝土雷达扫描仪，它是利用电磁波来探测混凝土中各种缺陷及埋置物的一种检测方法，是世界上第一款可以直接显示混凝土内部埋置物分布情况的精密仪器。由于混凝土材料的特殊性，如何快速准确检测混凝土内部质量一直是工程技术界面临的难点问题。喜利得PS1000混凝土透视仪3组天线同时工作，一次扫描同时记录5组数据，大面积快速扫描，大大提高了检测工作效率，保证工程项目进度。

关键词：内部无损检测；混凝土透视仪；介电常数；三维直观成像

在我国，建筑行业一直就是国民经济中扮演最重要的角色。近些年，钢结构及新型材料房屋发展十分迅猛，但到目前为止，混凝土结构仍是我们国家应用最多的房屋结构。钢筋混凝土就是混凝土结构工程中最主要的建筑材料，它的使用量十分巨大。由于材料及施工等诸多不可控因素，都会导致混凝土主体结构质量及耐久性出现各种问题，甚至直接影响到整个主体结构的安全，加强对钢筋混凝土内部质量无损控制检验，仍然是现代工程技术人员面临的重要课题之一。

一、简述PS1000混凝土透视仪工作原理及特点

混凝土透视仪又名混凝土雷达扫描仪，它是利用电磁波来探测混凝土中各种缺陷及埋置物的一种检测方法，是世界上第一款可以直接显示混凝土内部埋置物分布情况的精密仪器。

雷达法探测原理基于脉冲技术。脉冲技术是一种脉冲信号的变换、产生和应用技术，而脉冲信号是一种离散信号，形状多种多样，与普通模拟信号相比，波形之间在时间轴不连续但具有一定的周期性，脉冲信号可以用来表示信息，也可以用来作为载波。它通过天线发射与接受脉冲信号来探测埋置物。具体工作原理：当雷达系统利用天线向地下发射宽频带高频电磁波，电磁波信号在介质内部传播遇到介电差异较大的介质界面时，就会反射、投射和折射。两种介质的介电常数差异越大，反射的电磁波能量也越大。反射回的电磁波与发射天线同步移动的接收天线接收后，由雷达主机精确记录反射回的电磁波的运动特征，在通过幸好技术处理，形成全断面的扫描图，工程技术人员在通过对雷达图像的判读，判断出目标物的实际结构情况。PS1000雷达在检测时3组天线同时工作，利用时间延时器推迟各道的发射和接收时间，形成一个叠加的雷达记录，改善系统的聚焦特性，即天线的方向特性，使其聚焦效果更好，其收发分制数据采集方式即天线的发射端和接收端在不同天线内部，天线间距较大，这种采集方式对与天线扫描方向有一定倾斜角度的结构体反应较好。天线阵中有三组不同频率的天线，最高频率达4.3G，不同频率的天线对不同检测深度有足够的分辨率，不同位置的天线对同一目标体有不同角度检测，可提高检测的精度和效率，可实现对被测区域不同深度、不同精度的多方位探测，仪器内部配置了分析功能软件可迅速观察混凝土内部埋置物真实分布，并且可以现场三维直观成像，从而更好满足实际工程需要。

由于混凝土材料的特殊性，如何快速准确检测混凝土内部质量一直是工程技术界面临的难点问题。

喜利得PS1000混凝土透视仪作为世界上第一款可以直接显示混凝土内部埋置物分布情况的探测仪，它具备如下特点：（1）在现场通过扫描就能实时检测混凝土内部构造，进行图像数据分析和评估。（2）可以提供三种不同的扫描模式：快速扫描、快速扫描存储和图像扫描。（3）同时显示两种不同的图像：平面图和横截面并可探测多层埋置物体分布。（4）多功能合一的手持式扫描探头：不仅能进行快速的现场扫描检测和简单的结果分析。（5）通过主机在现场就能进行详细的扫描分析，如果结合电脑软件能进行更加彻底和详尽的数据分析。（6）快速精准的定位埋置物可以大大减少盲目切割和钻孔打洞所造成的结构损伤风险。（7）

3组天线同时工作，一次扫描同时记录5组数据，大面积快速扫描，大大提高了检测工作效率，保证工程项目进度。可以用于无损结构检测，探测钢筋混凝土结构和内部埋置物，定位不超过20cm的各类金属和非金属埋置物，混凝土内部埋置物分布较杂乱不易判断时，可局部剔凿破损进行验证。

二、雷达法检测工程实例应用

实例1、雷达法检测古建筑墙体内钢筋锈蚀情况

   某古建筑建造至今已有200余年历史，中间经历过多次修缮，有资料表明北面墙体可能增补过钢筋网，由于其文物价值，检测时不能对其造成损坏，所以此次采用喜利得PS1000混凝土透视仪进行无损检测，在达到检测效果的同时避免了对文物的破坏。

通过对墙体图像扫描结果表明，钢筋网距离墙体表面为150mm，部分钢筋网已锈蚀，纵向、水平向钢筋间距为300mm，纵向钢筋锈蚀较水平向严重，用于绑扎钢筋网的扎丝已锈断。

               雷达法三维成像图

实例2、雷达法检测混凝土中钢板

某钢筋混凝土框架+钢结构高层建筑，在混凝土梁中预埋部分钢板，施工过程中监理单位怀疑施工单位将预埋钢板位置放置错误，故委托我单位对现场混凝土中钢板位置进行检测。

      

              混凝土中钢板二维成像图

     

              混凝土中钢板三维成像图

    经现场图像扫描检测，预埋钢板位置放置准确无误。

三、未来展望

      随着工程现场无损检测的需求越来越精确，雷达科研技术研发也在与时俱进，日新月异，PS1000雷达的功能也必将越来越完善进步，无损检测应用的范围与精度也必将越来越高。相信在不久的将来，雷达这门新型探测技术在工程检测领域必将发挥越来越重要的作用。

参考文献：

[1]陈晓松.钢筋混凝土强度检测与实例探究[J].江西建材,2017

[2]赵令秋.混凝土强度的回弹法无损检测技术[J].建材与装饰,2017(19)