全向压电超声换能器

水平360°均匀发射

一种在水平面内全向发射超声波的换能器，适合对硬化水泥浆体进行实时超声监测，并可通过声速预测其抗压强度。

徐东宇 · Chen, Huaicheng · Hu, Yan · Dandan, Sun · 杜鹏 · 刘鹏

Journal of Building Engineering 2023

参数信息

水平发射全向性

360 °

超声中心频率偏移时间点

3 h

振幅变化符合生长函数的早期水化时间

12 h

声速-抗压强度关系适用龄期下限

1 d

声速-抗压强度关系适用龄期上限

28 d

技术优势

水平360°全向发射

换能器在水平面内发射的超声波各方向强度均匀，单点布置即可监测多个方位，无需旋转或阵列。

强度预测无需破坯

建立声速与抗压强度的指数关系后，只需测量声速即可预测强度，避免破坏性试验。

可在线实时监测

换能器适于直接安装在水泥浆体中，实时跟踪水化进程中的波形和频率变化。

单一换能器覆盖广

凭借水平全向特性，一个换能器即可同时监测多个方向的混凝土区域，减少设备数量。

应用场景

• 混凝土结构健康监测：单点布置即可全向覆盖，减少传感器数量，长期跟踪混凝土内部状态变化。
• 水泥基材料无损检测：通过声速无损预测抗压强度，替代部分破坏性取样试验。
• 智能建造：实时监测水化进程，为施工期质量控制和强度发展评估提供数据。
• 物联网传感节点：全向换能器可作为无线传感节点，实现分布式混凝土状态感知。