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一．产品描述
1.产品概要
预应力混凝土梁在运行的过程中，不可避免地会出现各种老化、劣化现象（如混凝土强度降低，预应力损失等）。同时，在预应力混凝土梁的制作中，预应力张力到位、管道灌浆的密实度和混凝土的浇筑质量保证是非常重要的。否则，会加速结构的劣化，严重时甚至造成安全隐患和垮桥等恶性事故，从而造成社会经济的损失。 我们历时10余年，与国内外相关机构合作开发了一整套针对这两项关键问题的解决方案和技术体系。该方案基于无损检测技术，具有测试效率高、可靠性好、对结构无损伤等特点，可以大大地提高预应力梁的质量保证度。
2.测试内容
1) 孔道灌浆密实度；
2) 混凝土浇筑质量（构件、试件的强度及刚度）；
3) 锚固有效预应力；
4) 尺寸及内部缺陷。
整个技术体系采用冲击弹性波作为测试媒介，并集成到一套测试设备中（预应力混凝土梁多功能检测仪，SPC-MATS）。其测试精度和效率达到工程要求，已在国内外上百个桥梁工程中得到了实际应用。
3.检测技术现状
长期以来，研究人员开发了多种方法。按测试所采用的媒介来分，大致可以分为：
1) 基于放射线（X光、伽马射线、铱192等）的检测方法；
2) 基于电磁波的检测方法（如电磁雷达）；
3) 基于超声波的检测方法；
4) 基于冲击弹性波的检测方法。
一般来说，基于放射线的检测技术精度较高，但测试设备复杂，检测成本高，难以大范围检测。电磁雷达则受钢筋影响大，对缺陷不敏感、测试精度低，同时也无法测试金属波纹管内的灌浆密实度。超声波法和冲击弹性波法尽管从理论上能够检测灌浆密实度，但迄今为止尚无简捷可靠的、实用化的针对灌浆密实度的无损检测技术和设备。
我们开发的灌浆密实度测试方案综合了国内外以及我们研发的多种技术，其最大的特点在于既可以快速定性测试，也能够对有问题的管道进行缺陷定位，从而达到了测试效率和精度的最优化。
二．仪器参数
1. 平台：一体嵌入式平台
2. 操作系统：windows
3. 工作温度：-10～50℃
4. 采样精度：浮点插值补偿至24位
5. 最大采集频率：500KHz,可调
6. 最小采样间隔：2us，可调
7. 最大采集点数：20,000个,可调
8. 显示/分辨率：液晶显示1366*768
9. 测试信号：振动加速度信号
10. 噪声处理：平滑/LPF/BPF/HPF/合成增幅，采用消减冲击弹性波激振残留信号以识别反射波信号的方法
11. 频谱分析：FFT/MEM/相关分析
12. 统计处理：各种平均、偏差处理以及异常信号的自动抽取
13. 信号处理：积分处理、频谱分析、相关分析、积算处理
14. 图形处理：等值线、浓淡图、弹性波雷达扫描（EWR）、层析解析（CT）、快速平面成像（QPG）、3维切片技术(3DS)
15. 管道灌浆密实度测试内容：后张法预应力管道灌浆质量快速定性测试、准确定位测试、灌浆缺陷类型判别
16. 管道灌浆密实度测试方法：FLEA、FLPV、PFTF、IEEV
17. 管道灌浆密实度测试范围：最大150m
18. 锚索张力测试内容：锚索（杆）的有效张力（包括空悬锚索、埋入式锚索、已灌浆锚索）
19. 锚索张力测试方法：等效质量法（TTEM）、弦振动法
20. 锚索张力测试范围：不同型锚具需事前标定（本公司提供部分锚具的标定参数）
21. 竖向锚杆长度测试内容：竖向锚杆长度
22. 竖向锚杆长度测试方法：时域反射波法、幅频域频差法
23. 竖向锚杆长度测试范围：0.1m-5m
24. 混凝土材质测试范围：试件（最小0.1m）、构件（最大150m）
25. 混凝土材质测试方法：单面反射法（P波/瑞利波法）、单面传播法、双面透过法
26. 混凝土材质测试内容：弹性模量Ed、E0、Ec、换算强度
27. 混凝土缺陷测试范围：0.1-2m
28. 混凝土缺陷测试方法：弹性波雷达扫描（EWR）
29. 混凝土缺陷测试内容：内部缺陷（内部空洞、蜂窝等）
30. 厚度及尺寸测试范围：0.1-2m
31. 厚度及尺寸测试方法：单面反射法（重复反射、单一反射）
32. 厚度及尺寸测试内容：壁厚
33. 同屏表示最大波形条数：300（波形采集点数2048，采样间隔4us）
34. 通道数：2（采用VMC技术，可将通道数扩展为32）
35. 数据采集：支持触控、无线双操控，以及单点、连续双模采样
36. 定位系统：GPS模块（选配）
三．仪器特点
ü 功能强大：可测试混凝土材质、缺陷，灌浆密实度（定性、定位），预应力张拉性能等，并具有丰富的图形图像处理机能；
ü 技术先进：兼容国内外多种技术和本公司独创技术，测试精度高，操作简便、效率高；
ü 测试范围：从15cm的试样到100m的桥梁均可；
ü 性能可靠：主要元器件均由日美等国家进口，可靠性高，耐久性强；
ü 操作简便：触摸屏与遥控操作双重选择，也可一人测试，效率高。
四．发明专利
1) 冲击弹性波激励残留信号的消减及反射信号的抽出技术，
ZL200910082851.4；
2) 一种测试预应力锚固体系张力的无损检测方法，ZL200910177856.5；
3) 采用双方向发振减小弹性波动信号测试误差的技术，
ZL200510021851.5。
4）一种桥梁预应力孔道灌浆密实度无损检测方法，ZL201110342911.9；
五．产品功能
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类别 |
参数 |
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噪声处理 |
平滑/LPF/BPF/HPF/合成增幅 |
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统计处理 |
各种平均、偏差处理以及异常信号的自动抽取 |
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信号处理 |
积分处理、频谱分析、相关分析、积算处理 |
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图形处理 |
等值线、浓淡图、弹性波雷达扫描（EWR）、快速成像 |
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管道灌浆密实度 |
测试内容 |
后张法预应力管道灌浆质量 |
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测试方法 |
FLEA、FLPV、PFTF、IEEV |
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测试范围 |
最大100m |
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锚索张力
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测试内容 |
锚头张力（各锚索之和） |
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测试方法 |
等效质量法 |
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测试范围 |
需事前标定 |
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悬索张力 |
测试方法 |
旋振动法 |
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拉杆张力 |
测试方法 |
梁振动法 |
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竖向锚杆长度 |
测试方法 |
时预反射波法、辐频域频差法 |
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混凝土材质测试 |
测试内容 |
弹性模量Ed、E0、Ec、换算强度 |
|
测试方法 |
单面反射法、单面传播法、双面透过法 |
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|
测试范围 |
试件（最小0.1m）、构件（最大100m） |
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混凝土缺陷测试 |
测试内容 |
内部缺陷（内部空洞、蜂窝等） |
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测试方法 |
弹性波雷达扫描（EWR） |
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测试范围 |
0.05-1m |
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厚度及尺寸 |
测试内容 |
壁厚 |
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测试方法 |
单面反射法（重复反射、单一反射） |
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|
测试范围 |
0.1-2m |
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六．产品配置
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预应力混凝土梁多功能检测仪SPC-MATS |
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序号 |
部件名称 |
规格型号 |
数量 |
备注 |
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一、仪器主体 |
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1 |
仪器主机 |
PC-N-12B |
1台 |
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2 |
平板电脑 |
|
1个 |
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二、工具 |
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|
1 |
加速度传感器 |
S305M-16 |
2个 |
|
|
2 |
加速度传感器 |
S31SC |
2个 |
|
|
3 |
外置放大器 |
SA611 |
2个 |
|
|
4 |
激振系统 |
|
1套 |
|
|
5 |
线缆 |
|
1批 |
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|
6 |
内窥镜 |
|
1个 |
选配 |
|
7 |
其他工具 |
|
1套 |
|
|
三 |
软件系统 |
|
1套 |
|
|
四 |
遥控笔 |
无线采集 |
1套 |
|
|
五 |
GPS模块 |
|
1套 |
选配 |
|
六 |
附件 |
|
1套 |
|
|
七 |
备品 |
|
1套 |
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