用声音替代锤击检测,东芝的混凝土内部缺陷检测系统
东芝开发出了可通过声音产生的振动来检测5m之外的混凝土构造物内部缺陷的“混凝土声音探伤系统”。针对需要检测的构造物,该系统利用指向性扬声器 发出可听声,然后测量构造物表面随声音而产生的微小振动,从而使构造物内部的松动及空洞等状态实现可视化。因为扬声器发出的声音具有指向性,所以检测员无 需佩戴耳塞也能工作。东芝已在7月22~24日于东京有明国际会展中心举行的“基础设施检测与维护管理展2015”上公开了该系统。
目前,对于隧道及桥梁等混凝土构造物的主流检测方法是检测员目视及锤击探测。近年来,老化建筑不断增加,但少子老龄化等因素又引发了检测员 不足的担忧。而且,在检测员难以到达的较高的场所还必须搭建脚手架或使用高空作业车,存在安全、作业效率及成本方面的问题。
可以检测出50~100mm深处的缺陷
从远处检测混凝土构造物方面,目前已经出现的方法是使用远红外线摄像头。这种方法是测量因混凝土松动或出现空洞而产生的温差。不过,这种方法存在的课题是,很难在阳光照射不到的隧道内部进行测量,也难以检测出位于构造物内部深处的松动及空洞现象。
因此,东芝以过去在核能设施中培育出来的利用声音的非破坏检测技术为基础,开发出了此次的新技术。新技术的工作方式是,利用指向性扬声器从 距离对象构造物5~30m的地方发出200Hz~6kHz的可听声,利用激光测量仪测量构造物表面随着这种声音而产生的微小振动,并与事先确认的正常部分的数据进行比较(图1)。据介绍,该系统一次可检测约2m×2m的范围,能够检测出远红外线摄像头很难做到的、距离表层50~100mm深处的松动及空洞现象。
图1 利用200~6kHz的可听声来检测 东芝开发的混凝土声音探伤系统(a)。利用指向性扬声器发出声音,然后测量混凝土表面的微小振动,从而检测出混凝土内部的松动及空洞现象(b)。
东芝已经利用日本国土交通省的关联机构——土木研究所等的设施,验证了这种新技术的有效性。该公司打算今后与公路运营商及公路建设顾问公司等合作,在实际构造物中验证这项技术,目标是在2015年度内使其投入实用。
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