Акустические Контрольные Системы
Приборы для неразрушающего контроля металлов, пластмасс, бетона. Разработка, производство, поставка.
(495) 800-74-62
Акустические Контрольные Системы
Приборы для неразрушающего контроля металлов, пластмасс, бетона. Разработка, производство, поставка.
(495) 800-74-62
Низкочастотный ультразвуковой томограф А1040 MIRA - модернизированная модель томографа А1040М ПОЛИГОН!
Портативный, переносной ультразвуковой томограф А1040 MIRA с визуализацией внутренней структуры объекта при одностороннем доступе предназначен для контроля конструкций из бетона, железобетона и камня с целью определения целостности материала в конструкции.
Томограф представляет собой полностью автономный измерительный блок в компактном ударопрочном корпусе, предназначенный для сбора и томографической обработки полученных данных. Измерительный блок содержит матричную антенную решетку из 48 (12 блоков по 4 элемента в каждом) низкочастотных широкополосных преобразователей поперечных волн с сухим точечным контактом и керамическими износостойкими наконечниками. Это обеспечивает их продолжительное использование по грубым поверхностям. Каждый преобразователь обладает прорезиненной защитой от грязи и пыли и независимым пружинным подвесом, что позволяет проводить ультразвуковой контроль объектов с неровными поверхностями. Номинальная рабочая частота решетки 50 кГц.
В интерфейс прибора введена возможность использования лазерных лучей, которые проецируются на поверхность объекта контроля, позволяя оператору корректно соблюдать шаг перестановки антенного устройства в процессе полной технической диагностики исследуемого объекта.
Малогабаритный легкий корпус и переставляемая ручка обеспечивают комфортное применение прибора на горизонтальных, вертикальных и потолочных поверхностях. Для удобного определения координат расположения дефектов относительно антенного устройства служит нанесенная в нижней части корпуса прибора измерительная шкала.
Большой и яркий TFT дисплей и клавиатура позволяют легко настраивать прибор на объект контроля, выбирать необходимые режимы работы и проводить контроль, наблюдая получаемые результаты и анализируя изображения, в режиме реального времени.
Существует возможность автономной работы с данными, сохраняемыми в памяти прибора, и возможность трехмерного представления внутреннего строения объекта контроля в виде В-, С-, D-Сканов любого сечения объекта с использованием внешнего компьютера.
Встроенный LiFePol аккумулятор с увеличенным циклом заряда/разряда обеспечивает продолжительность непрерывной работы томографа не менее до 6 часов. Возможно питание томографа напрямую от сети переменного тока.
Процесс сбора данных
В приборе используется метод синтезированной фокусируемой апертуры с комбинационным зондированием (САФТ-К), при котором происходит фокусировка ультразвука в каждую точку полупространства (ЦФА - цифровая фокусировка антенны).
Метод заключается в последовательном и независимом зондировании объекта контроля (ОК) каждым элементом (блоком) антенной решетки (АР). Приём ультразвуковых сигналов осуществляется независимо каждым блоком АР с использованием всех принятых реализаций в раздельном режиме. Массив данных формируется путем сбора информации со всех измерительных пар антенного устройства томографа. Реконструкция изображения осуществляется благодаря пространственно-временной обработке сигналов в вычислительном блоке томографа.
В результате получается наглядный образ сечения объекта контроля (В-Скан), где разными цветами (в зависимости от выбранной цветовой схемы) закодирована отражающая способность каждой точки визуализированного объема. Время сбора данных и вывода на экран образа сечения в одной позиции томографа - 4 сек.
| Параметр | Значение | |
| Поисковое устройство | Встроенная матричная антенная решетка | |
| Количество преобразователей в матричной антенной решетке | 48 | |
| Тип преобразователей, используемых в антенной матричной решетке | Низкочастотные широкополосные поперечных волн с сухим точечным контактом и керамическими износостойкими наконечниками | |
| Диапазон устанавливаемых скоростей ультразвука, м/с | от 1 000 до 4 000 | |
| Максимальная глубина обзора в бетоне, мм | 2500 | |
| Максимальная глубина обзора в железобетоне, мм | 800* | |
| Диапазон измерений толщины, мм | от 50 до 600 | |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений толщины, мм, где Х-измеряемая толщина | ±(0,05∙Х+10) | |
| Диапазон измерений глубины залегания дефекта (воздушный цилиндр диаметром не менее 20 мм, длиной не менее 200 мм), мм | от 50 до 400 | |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности глубины залегания дефекта, мм, где Н-измеряемая глубина | ±(0,05∙Н+10) | |
| Источник питания | аккумулятор | |
| Номинальное значение напряжения аккумулятора, В | 11,2 | |
| Продолжительность непрерывной работы от полностью заряженного аккумулятора, ч, не менее | 6 | |
| Габаритные размеры, мм, не более: | ||
| без ручек | 350х115х100 | |
| с горизонтальным расположением ручек | 560х150х100 | |
| с вертикальным расположением ручек | 360х170х160 | |
| Масса электронного блока прибора с ручками и встроенным аккумулятором, кг, не более | 3,5 | |
| Средний срок службы, лет, не менее | 5 | |
| Условия эксплуатации | ||
| температура воздуха, °С | от минус 10 до плюс 50 | |
| относительная влажность при температуре плюс 35°С, %, не выше | 95 | |
| * зависит от класса бетона, шага армирования, количества слоёв и диаметра арматуры | ||
A1040 MIRA имеет два основных режима работы, а также функцию настройки конфигурации параметров контроля под каждый конкретный объект с возможностью последующего оперативного выбора. В процессе работы можно выбирать различные виды представления данных на экране томографа в зависимости от установленного режима.
Режим предназначен для оперативного просмотра внутренней структуры объекта контроля в произвольных местах. На экране отображается В-Скан на глубину до 2,5 метров (бетон) и до 1 метра (железобетон).
Дополнительно в данном режиме возможно:
Режим предназначен для формирования массива данных в форме набора В-Сканов объекта контроля (перпендикулярных поверхности) при сканировании антенной решеткой вдоль ранее размеченных линий с постоянным шагом. Из накопленного трехмерного массива данных можно выводить на экран любой В-Скан.
Используется для выбора и установки параметров и рабочей конфигурации.
Существует возможность создания и сохранения, с присвоением уникального имени, ряда рабочих конфигураций под различные объекты контроля. Необходимая конфигурация выбирается из списка сохраненных непосредственно на объекте контроля.
Прибор поставляется в комплекте со специализированным программным обеспечением для расширенной обработки собранных данных на внешнем компьютере.
Программа обеспечивает считывание данных из прибора и представления их как в виде томограмм, так и в 3-х мерном объемном виде, что облегчает понимание конфигурации внутренней структуры бетонного объекта контроля.
Для каждого отражателя можно определить координаты его залегания в объекте контроля.
| Наименование | |
| А1040 MIRA - электронный блок ультразвукового томографа | 1127 |
| Переносной компьютер типа Notebook | |
| Сетевой адаптер с кабелем 220В-15В | 1829 |
| Носитель с документацией и ПО | 1512 |
| Кабель USB A-Micro B | 1222 |
| Проверочный образец A1040 MIRA | 1313 |
| Жесткий кейс М40 | 1621 |
Участок контурной стены здания толщиной 600 мм, класс B40.
Вертикальная арматура PF2 Ø20 A500C, шаг каркасов 200 мм.
Горизонтальная рабочая арматура Ø20 A500C с шагом 200 мм.
Определение донного сигнала на глубине 600 мм, подтверждающего толщину объекта. Обнаружение верхнего и нижнего слоев арматурного слоя оценка координат глубины залегания.
Кольцевая стена здания, толщина 1100 мм, класс B60.
8 слоев вертикальной арматуры пространственного армоблока RW166 Ø18 A500C, с шагом 100мм по глубине, и с шагом каркасов по длине конструкции 200 мм.
Горизонтальная арматура Ø18 A500C шаг по высоте 200 мм.
Определение донного сигнала на глубине 1100 мм, подтверждающего толщину объекта. Обнаружение 5 слоев вертикальной арматуры и оценка координат глубины залегания. Дефектов не обнаружено.
Бетонный блок, выполненный в форме лестницы, состоящий из трех ступеней:
Протяженность каждой ступени вдоль линии сканирования - 500 мм
Общая протяженность объекта – 1500 мм
Толщины ступеней – 210, 330, 450 мм
Шаг сканирования - 50 мм
Скорость, измеренная при калибровке – 2872 м/с
Глубина полосы контроля - 1000 мм
Ширина полосы контроля – 500 мм
Направление сканирования было выбрано вдоль канала таким образом, чтобы канал располагался по середине относительно центра антенного устройства.
На синтезированном изображении, полученном после сканирования ступени, четко различимы канал и донная поверхность. На 3D образе можно хорошо рассмотреть данный канал с разных сторон.
Полигон НИЦ « Тоннели и Метрополитены». По технологии строительства тоннелей за установленные тюбинги, которые являются несущей конструкцией, заливается заобделочный песчано-цементный раствор, который герметизирует тоннель. Наличие пустот в нем не допускается. Задача контроля: поиск данных пустот неразрушающим ультразвуковым методом. Описание объекта: полигон тоннеля метрополитена, железобетонные тюбинги толщина 250 мм, за тюбингами есть секторы с пустотами, песком, заобделочным раствором.
Технология контроля: сканирование по окружности с вертикальным расположением антенного устройства А1040М, шаг 50 мм. Методика контроля: прозвучивание эхо-методом, получение образа сечения тюбингов в плоскости линии сканирования, определение наличия пустот и песка по наличию первого и второго донного сигнала, наличия заобделочного раствора по снижению амплитуды донных сигналов.
Результат контроля: по визуальным образам на снимке и по анализу амплитуд донного сигнала можно определить места, где отсутствует заобделочный раствор. Произведенный контроль дал вероятность обнаружения пустот – 78%. Это самый лучший результат по сравнению с другими методами, которые испытывались на данном стенде.
Крольский тоннель. Контроль пустот за тюбингом.
Исследуемый объект представляет собой железнодорожный тоннель диаметром 9 метров, рассчитанный на один ж/д путь. Стены тоннеля укреплены железобетонным тюбингом, толщина которого 400 мм. Тюбинг сделан из бетона класса В45 (W12 F300). Арматурная сетка состоит из двух слоев арматуры на глубине около 50 мм с каждой стороны. Продольная силовая арматура имеет диаметр 22 мм. Арматура, направленная поперек тюбинга имеет диаметр 8 мм, и шаг 230 и 220 мм.
После установки тюбингов, пустота между тюбингом и породой заполняется цементным раствором из песка и цемента марки М200. Заполняются сразу большие объемы, поэтому возможно возникновение пустот, а также размывание незатвердевшего раствора грунтовыми водами. После основного прохода возможно дополнительное нагнетание смеси за тюбинг через специальные «пайкерные» отверстия, которые предварительно рассверливаются. Однако, если пустота не совпадает с «пайкерным» отверстием, то ликвидировать её таким образом невозможно.
Задача контроля: Контроль наличия пустот за тюбингом в результате непролива или размывания незатвердевшего раствора грунтовыми водами.
Для обследования с помощью прибора А1040М каждый сегмент первым делом разбивался на полосы шириной равной длине антенного устройства (АУ) равной 400 мм. Расположение полос обычно выбиралось таким, как показано на рисунке.
Теория определения наличия пустот за бетонным тюбингом заключается в том, что свободная поверхность бетона (которая бывает в случае пустот), отражает 100% ультразвука, в то время как при наличии прилегающего к бетону раствора, отражается только часть энергии. В качестве образцов с пустотой были выбраны нагретые до рабочей температуры перед установкой свободно лежащие тюбинги. На синтезированном образе четко виден донный сигнал, а так же наличие и расположение арматуры. Ниже представлен результат контроля тюбинга с заобделочным раствором.
В случае плотного прилегания к обратной стороне тюбинга раствора, сигнал будет распространяться в раствор, и, в меньшей степени, отражаться. В том случае, если обратная сторона тюбинга контактирует с воздухом, весь ультразвук будет отражаться от донной поверхности. Благодаря этому, по изображению донного сигнала (а также второго донного сигнала) можно оценить степень отражения ультразвука от донной поверхности тюбинга, и, тем самым, оценить качество прилегания заобделочного раствора.
Крольский тоннель. Контроль трещин. Кроме поиска пустот (описание в предыдущем примере) по был проведен анализ нескольких колец с видимыми растрескиваниями бетона. Трещины были заделаны раствором.
На C-скане синтезированного образа видно, как трещина, местами отражающая ультразвук (обведена черной линией), проходит с нижней части (в левой части рисунка) в верхнюю часть (в правой части). Именно так и проходила трещина относительно первой полосы. Далее приводится вторая полоса, на которой видны обе трещины. По результатам сканирования о трещинах можно с уверенностью сказать то, что после заделки на их месте не получилось монолитного бетона.
Контроль плиты моста. Толщина бетонной плиты колеблется от 5 до 10 см. Количество слоев арматуры – 5-7.
Задача контроля: Измерение толщины бетонной плиты. Поиск непроливов бетона.
С помощью томографа А1040М удалось измерить толщину бетонной плиты в диапазоне до 100 мм. На синтезированном образе наблюдается уменьшение толщины плиты со 100 мм до 50 мм. Второй донный полностью повторяет первый, подтверждая тем самым предположение об утонении плиты.
Данный образ демонстрирует результат поиска непроливов в плите. С помощью прибора удалось получить стабильный донный сигнал (со вторым переотражением).
В около донной области присутствуют предположительно дефектные зоны: возможно плохой контакт между бетоном и арматурой или непролив бетона.
Неразрушающий контроль при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений. Создание ультразвукового томографа А1040 MIRA. Конструкция преобразователей DPC™. Антенная решетка U-MATRIX™. Технология цифровой фокусировки антенны - DFA™. Работа на российских и зарубежных объектах. Отзывы и мнения зарубежных специалистов.
