Research on the InfluenceoftheBackingto theElectricity—Acoustic CharacteristicsofthePiez0electricCeramicEmbedded in Concrete L／Pengcheng，CHEN ，TAN Bin，CHEN Hao (ElectronicsandInformationEngineering，SichuanUniversity，Chengdu610065) Abstract：Conventionalultrasonicpulse method cannotprocessreal—time health monitoring tothe concrete quality， insteadpiezoelectricembeddedconcretealertmodulethatembeddedthepiezoelectricceramicinconcrete，canachieve the on—linemonitoringonconcretestructures．Butbecausetheelectricacousticperformancewasseverelyaffectedafter thepiezoelectricceramicembeddedinconcrete，includingweakenergyofacousticsignalwhichcanbestimulated，low SNR，itisdifficulttoapply to theoccasionswhich hasstrong noise and thick structureto bedetected．Tosolvethis problem ，methodsthatcombined metal backing upon the piezoelectric ceramic emb edded in concrete to improve energy eficiencyandsound directivityisproposed．Timedomainandfrequencydomain characteristicsofthereceived signalundertheconditionsdifferentofbackingthicknessand differentexcitation frequencyareanalyzed．Theresults show that，afterprocessingofmetalbackingtheenergy ofultrasoundsignalincreases2～6 times，andthismethoddoes notaffectwaveform and frequencycomponentsoftheultrasonicsignal withhighfeasibility． Key words：ultrasonictesting；concrete；piezoelectric submerged；metalbacking；energy EEACC：2860；7230 doi：10．3969／j．issn．1004—1699．2012．01．009 背衬对埋人混凝土 中压 电陶瓷 电一声特性 的影 响 李鹏程 ，陈 雨 ，谭 斌 ，陈 浩 (1~3Jl大学电子信息学院，成都 610065) 摘 要 ：传统超声脉冲法不能对混凝土质量进行实时健康监测，将压电陶瓷埋入混凝土中构成的压电埋入式混凝土机敏模 块能够进行混凝土结构的在线监测 ，但由于压电陶瓷在埋入混凝土后其电一声性能受到较大影响，能够激励的声信号能量弱、 信噪 比低 ，很难应用于噪声干扰强 、待检测结构厚 的场合 。针 对这一 问题 ，提出 了通 过在埋入 混凝土 中的压 电陶瓷上层 合金 属背衬 的方法 ，提高声能 的利用率和指 向性。分析了在不 同背衬厚度 和不 同激励频率条件 下接收信号 的时、频域特 征。结果 表 明，经过层合金属背衬处理后的超声信号的能量提高了 2—6倍 ，且这种方法并 没有影响超声 检测信号 的波 形及频率成分 ， 具有较高 的可行性 。 关键词 ：超声检测；混凝土；压电埋入式；金属背衬；能量 中 图分 类号 ：034 文献标 识码 ：A 文 章编号 ：1004—1699(2012)01—0044—05 混 凝土 结构 内部 可 能 出现 的不 密 实 、裂缝 及 空 洞区往往会影响结构的承载力和耐久性而造成不 同 程度的事故 ，所以需要对混凝土结构进行无损检测 以监测其健康状况…。超声 脉冲法具 有 良好方 向 性与几何特性，而且检测灵敏度高 ，在工程 中得到了 广泛的应用[2-4]。但是 ，这种方法不能对混凝土结 构健康状况进行在线监测，难以承担大型建筑设施 长期安全监测 的重 任_5j。为实现混凝 土结 构的实 时超声无损监测，文玉梅等提出了一种将压 电材料 埋入混凝土中以实现对混凝土健康状况进行实时监 测的方法l6]。陈雨等研究 了埋人 条件 下压电元件 在应力和温度作用下其耗散因子 、损失特性的变化， 制作了压电埋人式混凝土机敏模块r 。该模块可 以实现对混凝土结构应力和温度的实时监测 。但该

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