Импульсный ультразвуковой прибор ук-14п
Назначение и область применения
Прочность бетона определяют по предварительно установленным градуировочным зависимостям между прочностью бетонных образцов по ДСТУ Б.В.2.7-214:2009 и косвенным характеристикам прочности.
Прибор (рис. 2.7) предназначен: для определения прочности бетона в сборных и монолитных бетонных и железобетонных изделиях и конструкциях с механическим напряжением 10...50 МПа; для контроля твердения бетона в сборных и монолитных бетонных и железобетонных конструкциях в процессе тепловой обработки и твердения их в естественных условиях; для контроля качества огнеупорных бетонных изделий; для определения прочности при сжатии кирпича и камней силикатных; для определения скорости распространения упругих продольных волн в твердых горных породах. Прибор может быть также использован для обнаружения дефектов типа несплошности (зон расслоения и нарушенного адгезионного сцепления) в изделиях из бетона путем измерения длительности фронта первого вступления принятого сигнала.
Основные технические характеристики
Диапазон измерения времени распространения УЗК 20...8800 мкс. Диапазон измерения длительности фронта первого вступления принятого сигнала 3...30 мкс. Абсолютная чувствительность прибора не менее 110 дБ. Амплитуда импульсов генератора УЗК 320±50 В. Питание - от гальванических элементов: прибора 4,5 В; прозвучивающего устройства 3,0 В. Габаритные размеры: прибора 55х135х175 мм; прозвучивающего устройства 400х155х100 мм. Масса: прибора 1,3 кг; прозвучивающего устройства 1,0 кг.
Принцип работы
Косвенной характеристикой прочности является время прохождения импульса через исследуемый материал.
Ультразвуковой импульсный метод по ДСТУ Б В.2.7-226:2009 относится к физическим неразрушающим методам исследования строительных конструкций, зданий и сооружений. После установки щупов с двух сторон на испытуемое изделие и включения прибора генератор посылает импульсы в излучатель, в котором пьезоэлемент преобразует электрические импульсы в механические ультразвуковые волны. Пройдя через бетон, волны попадают в приемник, где снова преобразуются в электрические импульсы и направляются через усилитель в индикатор, в котором измеряется время прохождения волн. Индикатор снабжен автоматическим устройством, передающим на экран прибора цифровую информацию в микросекундах.
Устройство прибора
В корпусе смонтированы генератор импульсов, усилитель и индикатор. Щуп-излучатель механических колебаний (волн) ультразвуковой частоты и щуп-приемник соединяются с корпусом гибкими кабелями.
Рис.2.7. Общий вид импульсного ультразвукового прибора УК-14П
Порядок работы
Для возбуждения упругих колебаний и определения скорости их распространения в строительных материалах используется специальная электронная аппаратура. Наибольшее распространение, получили приборы, работающие в ультразвуковом диапазоне. Основу такого прибора составляет генератор электромагнитных колебаний и система, позволяющая определить время прохождения импульса через исследуемый материал. Прибор также снабжается излучателем, который преобразует электромагнитные колебания в механические и сообщает их испытуемому образцу, и приемником преобразующим механические колебания, прошедшие через образец, в электромагнитные и посылающим их в систему отсчета времени прохождения импульса.
Прочность материала образца оценивается косвенным путем по полученной скорости распространения ультразвуковых колебаний с помощью тарировочного графика "скорость - прочность" (рис. 2.8). Тарировочные графики строятся по результатам параллельных испытаний бетонных кубов ультразвуковым импульсным методом и разрушающей нагрузкой на прессе.
Рис.2.8. Градуировочная зависимость для ультразвукового импульсного прибора УК-14П
На лабораторных образцах намечают точки проведения измерений и измеряют базу "прозвучивания" (рис.2.9).
Рис.2.9. Лабораторный образец: 1,2 – соответственно точки и направления прозвучивания; 3 – направление испытания при сжатии на прессе; 4 – направление уплотнения
Для улучшения акустического контакта места установки излучателя контакта места установки излучателя и приемника на образце выравнивают, зачищают и покрывают тонким слоем консистентной смазки (технический вазелин, солидол, жидкое мыло и др.).
Последовательно в каждой точке измерений устанавливают соосно излучатель и приемник ультразвукового импульсного прибора и измеряют время прохождения импульса через образец.
По значениям измеренной базы "прозвучивания" и определенному времени прохождения импульса для каждой намеченной точки образца уплотнения определяют скорость распространения ультразвуковых колебаний в образце. По среднему значению скорости по данным тарировочного графика определяют прочность образца.
Результаты всех измерений и вычислений заносят в табл. 2.1.