混凝土超声波检测原理

超声波通过混凝土传播后，其声学参数将变化，通过这些数据的变化可以探测混凝土内部缺陷、裂缝等情况。

超声波的检测痛点

1. 混凝土为非均匀介质，是由水泥、骨料、孔隙等组成的复杂胶凝体，存在大量会使声波阻抗产生变化的界面，混凝土中超声反射信号易受到干扰，超声波在传播过程中会产生杂乱的发射和散射。

2. 结构混凝土内部还有钢筋、波纹管等结构和埋件，其表面也会产生反射波。这些干扰反射波会与来自缺陷的有效反射波混叠在一起，采用传统的直接识别反射波形的方法较难区别。

3. 混凝土中超声波传播方向性差，超声波束存在扩散角，而混凝土中强烈的散射使入射波束进一步发散。波束发散严重的情况下，根本无法在三维空间中对缺陷进行准确定位。

检测影响因素

声阻抗又称为声波阻抗或音阻，它是影响超声波传播的重要因素。声波传导的本质是“介质偏离平衡态的小扰动”的传播，声阻抗是让介质位移所需克服的阻力，它是介质一种物理特性。每一种介质都有声阻抗，代表介质对声波传输的阻力，它的值为介质中声音密度和速度的乘积。

Z = ρ * c

z表示声阻抗，ρ表示介质密度，c表示介质声速

不同介质的特性阻抗表

超声波能量反射率公式，Z1，Z2为不同介质的声阻抗

雷达技术检测原理

雷达能够探测物体原因是目标物与周围区域的介电常数不同，目标物与周围区域接触的面形成了雷达的反射截面。反射截面对雷达波的反射能力称之为反射率。反射率越大，则该目标物对雷达波越敏感，雷达探测的信号则越强，反之则越弱。

目标物和周围区域的介电常数差异越大，则该目标物越容易被探测到假定周围区域的介电常数K1，目标物体的介电常数为K2，则该物体表面的反射率计算公式为：

超声波与雷达检测技术的比较

超声波成像技术对非金属、缺陷更敏感，频率方面采用更低的频率，频率越低，波长越长，因此在测深方面更加优于雷达技术。

结构雷达在混凝土结构中，存在着一定的盲区，遇到金属几乎全反射，因此无法穿透金属进下方的金属检测，同时结构雷达频率一般较高，频率越高，波长越短，频率精度越高，探测越精准。

雷达技术与超声脉冲回声技术在不同介质的能量反射率

由于两种技术的侧重点不同，因此在结构检测当中可以互补，对测量数据进行辩证分析，有效为客户准确判断和分析内部结构提供科学有效的依据。