压电智能骨料超声换能器

高精度裂缝测深

采用新型特征方程改进AIC算法，显著提升混凝土裂缝深度检测精度。

李伟杰 · Jintao, Zhu · Kaicheng, Mu · Yang, Wenwei · 张学 · 赵雪峰

Buildings 2024

具体参数

平均偏差(人造裂缝)

{'zh': '5', 'en': '5'} %

偏差(真实裂缝个别测点)

{'zh': '17', 'en': '17'} %

技术优势

换能器能量衰减小

压电智能骨料通过封装保护压电陶瓷片，并直接嵌入混凝土进行超声激励与接收，阻抗匹配更好，减少了声能界面损失。

首波拾取更鲁棒

提出基于滑动窗口内信号斜率的新型特征方程来修改Maeda函数，即使在低信噪比下也能稳定定位AIC最小值。

人造裂缝偏差仅5%

对6块混凝土试件上的12条人造裂缝共492个测点进行验证，平均偏差约为5%，远优于常规方法。

应用场景

• 混凝土结构健康监测：在不损伤结构的前提下精确测量裂缝深度，评估老化或灾后混凝土的剩余承载力。
• 无损检测仪器：将压电智能骨料和本算法集成到便携式超声脉冲检测仪中，提升现场裂缝测深的可靠性。
• 桥梁检测：快速检测桥墩、梁板表面裂缝的深度，为维修加固决策提供定量依据。
• 隧道检测：检测隧道衬砌裂缝的贯穿深度，判断渗漏水路径和结构安全等级。