Способ ультразвукового контроля строительных материалов в конструкциях и устройство для его осуществления

 

1. Способ ультразвукового контроля строительных материалов в конструкциях , включающи измерение скорости ультразвука в образцах и материале конструкций, механические испытания образцов, построение градуировочной зависимости по результатам измерений и испытаний образцов и определение прочности материала конструкции по результатам измерений и градуировочной зависимости, о тличающий с я. тем, что, с целью повьшения точности определения прочности, уменьшения количества образцов, необходимых для построения /-. / .--. д -..-. // .. .. ,,;-.. / ..:: градуировочной зависимости, и расширения области применения, измерение скорости ультразвука осуществляют путем измерения фазы между опорным и исследуемым синусоидальными сигналами при напряжении 10-15 В и при напряжении 100-150 В, а градуировочную зависимость строят по механическим характеристикам образцов и разности измеренных значений фаз, полученньк при этих напряжениях. 2. Устройство для ультразвукового контроля строительных материалов в конструкциях, содержащее генератор синусоидальных колебаний, к вьгходу которого подклочен усилитель мощности, соединенный с излучателем (О акустических колебаний, приемник акустических колебаний, подключенный к входу усилителя сигнала, и измеритель фазы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения прочности, уменьшения количества образцов, необходимых 4; дпя построения градуировочной завиО ) симости, и расширения области приСП менения, оно снабжено блоком упрансо со 1ления амплитудой ультразвуковых синусоидальных колебаний, подключенным к генератору синусоидальных колебаний , и блоком сравнения опорного и исследуемого сигналов, входы которого соединены с выходами усилителя мощности и усилителя сигнала, а выходыс измерителем фазы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMV. СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕВАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3688326/29-33 (22) 23.11.83 (46) 23.03.85. Бюл. - 11 (72) Б.M.ÊðàñíoâñêèH, И.З.Школьник, В.Я.Фишман, В.А.Юровский и Ю.Н.Мизрохи (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени инженерно-строитель.ный институт им. В.В. Куйбышева (53) 691.32:620.178(088.8) (56) 1. Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности. ГОСТ 17624-78, М., иэд-во стандартов, 1978.

2. Милов В.А.Устройства для контроля прочности. М., "Машиностроение", 1976, с. 67-83. (54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ . СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ В КОНСТРУКЦИЯХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ ультразвукового контроля строительных материалов в конструкциях, включающий измерение скорости ультразвука в образцах и материале конструкций, механические испытания образцов, построение градуировочной зависимости по результатам измерений и испытаний образцов и оп-. ределение прочности материала конструкции по результатам измерений и градуировочной зависимости, о тл и ч а ю шийся, тем, что, с целью повышения точности определе-. ния прочности, уменьшения количества образцов, необходимых для построения

„„SU 114 593 А

4 G 01 М 29/00; С О1 N 33/38 градуировочной зависимости, и расширения области применения, измерение скорости ультразвука осуществляют путем измерения фазы между опорным и исследуемым синусоидальными сигналами при напряжении 10-15 В и при напряжении 100-150 В, а градуировочную зависимость строят по механическим характеристикам образцов и разности измеренных значений фаз, полученных при этих напряжениях.

2. Устройство для ультразвукового контроля строительных материалов в конструкциях, содержащее генератор синусоидальных колебаний, к вьтходу которого подключен усилитель .мощности, соединенный с излучателем акустических колебаний, приемник акустических колебаний, подключенный к входу усилителя сигнала, и измеритель фазы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения прочности, уменьшения количества образцов, необходимых для построения градуировочной зависимости, и расширения области применения, оно снабжено блоком управ ления амплитудои ультразвуковых синусоидальных колебаний, подключенным к генератору синусоидальных колебаний, и блоком сравнения опорного и исследуемого сигналов, входы которого соединены с выходами усилителя мощности и усилителя сигнала, а выходы— с измерителем фазы. ле конструкций, механические испыта-. ния образцов, построение градуировочной зависимости по результатам измерений и испытаний образцов и опреде, ление прочности материала конструкции по результатам измерений и градуировочной зависимости, измерение скорости ультразвука осуществляют путем измерения фазы между опорным и исследуемым синусоидальными сигналами при напряжении 10-15 В и при напряжении

100-150 В, а градуировочную зависимость строят по механическим харак° Г теристикам образцов и разности измен ренных значений фаз, полученных при этих напряжениях.

Устройство для ультразвукового контроля строительных материалов в конструкциях, содержащее генератор синусоидальных колебаний, к выходу которого подключен усилитель мощности, соединенный с излучателем акустических колебаний, приемник акустических колебаний, подключеннй к входу усилителя сигнала, и измеритель фазы, снабжено блоком управления амплитудой ультразвуковых синусоидальных колебаний, подключенным к генератору синусоидальных колеба-. ний, и блоком сравнения опорного и исследуемого сигналов, входы которого соединены с выходами усилителя мощности и усилителя сигнала, а выходы — с измерителем фазы.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для ультразвукового контроля строительных материалов, на фиг. 2 — градуировочная зависимость прочности на сжатие от разности фаз.

Устройство для ультразвукового контроля строительных материалов в конструкциях состоит из блока 1 управления амплитудой синусоидальных . колебаний, генератора 2 напряжений

/ соединенного через усилитель 3 мощности с излучателм 4 акустических колебаний, установленным на образец 5, на который также установлен приемник 6 акустических колебаний, связанный через усилитель 7 сигнала с одним входом блока 8 сравнения амплитуд опорного и исследуемого сигналов, второй вход которого соединен с выходом усилителя 3 мощности, а выход — с измерителем 9 фазы.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 2 напряжения генерирует синусоидальные электрические ко4 114 б59З 2

Изобретение относится к строительству, а именно к способам и устройствам для контроля качества строительных материалов, например бетона, мрамора и т.п., и может быть использовано в промьппленности строительных материалов и строительстве для определения прочности обычных и высокопрочных бетонов в готовых и эксплуатируемых конструкциях. l0

Наиболее близким к предлагаемому является способ ультразвукового контроля строительных материалов в конструкциях, включающий измерение скорости ультразвука в образцах и материале конструкций, механические испытания образцов, построение градуировочной зависимости по результатам измерений и испытаний образцов и определение прочности материала конструкции ло результатам измерений и градуировочной зависимости (1) .

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для ультразвукового контроля строительных материалов в конструкциях, содержащее генератор синусоидальных колебаний, к выходу которого подключен усилитель мощности, соединенный с излучателем акустических колебаний, приемник акустических колебаний, подключенный к входу усилителя сигнала, и измери тель фазы (2) .

Недостатки известных способа и устройства состоят в том, что они, во-первых, имеют ограниченное прю е35 нение, так как их невозможно использовать для определения прочности высокопрочных бетонов, имеющих различные прочности при одинаковых или очень близких значениях скоростей ультразвука, во-вторьпс, имеют значительную погрешность при контроле обычных бетонов в зоне высоких значений прочности, что требует большого количества образцов для пост45 роения градуировочной зависимости.

Цель изобретения — повышение точности определения прочности, уменьшение количества образцов, необходимых для построения градуировочной зависимости, и расширение области применения.

Цель достигается тем, что согласно способу ультразвукового контроля И строительных материалов в конструк .циях, включающему измерение скорости ультразвука в образцах и материа3 11465 лебания постоянной частоты, амплитуда которых регулируется блоком 1 управления, представляющим собой реэистивный аттенюатор на пять ступеней ослабления. Синусоидальные колебания с генератора 2 поступают на усилитель 3 мощности и после усиления подаются на излучатель 4 акустических колебаний, который преобра-! зует их в механические колебания., Эти колебания, пройдя через образец 5, поступают на приемник 6 акустических колебаний, преобразуются в злектричес. кие, а затем усиливаются в усилителе 7 сигнала и подаются на один вход блока 8 сравнения амплитуд опорного и исследуемого сигналов, второй вход которого соединен с выходом усилителя 3 мощности. С блоком сравнения соединен измеритель 9 фазы, который измеряет разность фаз между опорным и исследуемым сигналами, прошедшими через образец 5.

Способ ультразвукового контроля строительных материалов в конструк-циях реализуют с помощью предлагаемого, устройства следующим образом.

При изготовлении бетонных изделий: перекрытий, плит, колонн и т.д., изготавливают образцы из бетона того же состава и по той же технологии с максимальным линейным размером

100 мм, например кубы 100ы!00м100мм.

Для установления градуировочной зависимости поочередно на каждый образец устанавливают на противополож35 ные грани .излучатель 4 и приемник 6 акустических колебаний и производят измерение фазы сигнала сначала при низком напряжении на излучателе 4 е равном 10-15 В, а затем при высоком, равном 100-150 В, осуществляют изменение напряжения с помощью блока 1 управления амплитудой синусоидальных колебаний. Отсчет фазы произво- ° дят на выходе блока 8 сравнения с

45 ,помощью измерителя 9 фазы. Рассчиты вают разность фаз между значениями фазы при высоком и низком напряжени93 4 ях. Среднее значение разности фаэ определяют по трем измерениям для каждого образца. Для измерения механических характеристик (прочности на сжатие R Q образцы испытывают на прессе. По результатам измерений и механических испытаний образцов строят градуировочную зависимость прочности на сжатие от разности фаэ.

Для определения прочности материала в иэделии излучатель 4 и приемник 6 устанавливают на поверхности изделия 5 и производят аналогичные измерения разности фаз. По среднему значению из трех измерений и градуировочной зависимости определяют прочность бетона в изделии.

Нижний предел электр сческого напряжения, равный 10-15 В, обусловлен необходимостью прозвучивать бетонные образцы на базе не менее 20 см.

При напряжении (10 В сигнал на выходе приемника акустических колебаний становится очень слабым. Верхний предел напряжения 10-150 В соответствует десятикратному увеличению напряжения, позволившему получать устойчивую корреляционную связь меж- ду мехакическими характеристиками .материалов и изменением фазы. Увеличение напряжения более 150 В потребует дополнительных мер по электроизоляции и приведет к перегреву промышленных излучателей при работе в непрерывном режююе.

Предлагаемые способ и устройство позволяют с необходимой точностью определять ультразвуковым импульсным методом значения прочности как обычных, так и высокопрочных строительных материалов непосредственно в изделиях и конструкциях.

При этом высокая чувствительность разности фаз акустических колебаний к механическим характеристикам строительных материалов позволяет зйачительно сократить количество образцов, необходимое для построения градуировочной зависимости.

1146593

Фиг.1

_#_0

Фиа 2

Редактор С.Патрушева

Заказ 1356/33 Тираж 897

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам -.изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

И,0

Яд

Составитель Д.Мепуришвили

Техред Т.Дубинчак корректор.А.Зимокосов филиал ППП ."Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4