一、稳态变幅表面波法检测原理

       表面波（Surface wave）是沿介质表层传播的一种弹性波，利用表面波进行混凝土质量无损检测，是基于表面波具有如下性质：①在不均匀介质中，表面波具有波散特性；②表面波在介质表层传播时，穿透深度约半个波长λ(m)；③表面波的传播速度Vr（m/s）大小与介质的物理力学性质密切相关。

       由λ= Vr/ f（Hz）可知，在进行混凝土质量无损检测时，改变表面波的频率，也就改变了其波长，使频率从高向低变化，并测量每个频率的表面波传播速度，就实现了有浅向深的检测。再根据Vr的大小及随f的变化规律，可对混凝土的质量做出评价，也就可实现了混凝土的无损检测。

       通常的稳态表面波法存在两方面不足，一是电磁激振器由于机械弹簧的特性，最高频率难以到10kHz以上，带来的问题是混凝土表层分辨率低，如Vr=2500m/s，半波长是12.5cm，也就是说只能测12.5cm厚度的平均Vr值，不能发现这个厚度内的质量问题；二是稳态法要求道间距小于波长，而波长与Vr成正比，当混凝土内存在缺陷时，Vr可在1800—2500m/s范围变化，如频率为30kHz，波长在6—8.3cm变化，当道间距大于6cm时，就无法用相位法计算波速。

       鉴于上述，我们研制了磁致伸缩低频和压电材料高频激振器，能够克服上述稳态表面波法的两方面不足，激振频率达到30kHz，Vr=2500m/s时，半波长4.2cm。对混凝土表层厚度分辨率相对电磁激振器提高了3倍：二是采用了变幅正弦激振，也就说激振信号的幅值是一个大振幅周期跟随N个小振幅周期信号，相位对比时可在N+1个周期内进行，要求道间距小于N+1倍波长就可以了，如N=9时，频率为30kHz，Vr可在1800—2500m/s范围变化，只要道间距小于60cm,就能正确测试到正确的波速。

二、CSW-SK混凝土表面波仪系统组成及用途

       CSW-SK混凝土表面波仪系统由CSW-SK混凝土表面波仪、SW-50表面波激振源、HSW-20高频激振器、LSW-100低频激振器和IC压电加速度传感器等五部分组成，系统组成见上图。

       CSW-SK混凝土表面波仪系统主要用于混凝土结构无损检测，可直接测试混凝土中表面波和压缩波的传播速度及表面波的频散（Vr-f）曲线。依据测试数据可计算混凝土的动弹性模量；评估混凝土的强度和耐久性，混凝土结构内部缺陷；确定混凝土板的厚度。根据表面波的振幅衰减和传播特性可检测裂缝深度，可测裂缝深度0.05-8.0m。

三、CSW-SK混凝土表面波仪系统主要技术指标

 = 1 * GB2 ⑴、CSW-SK混凝土表面波仪

  通道数：4道；

  采样间隔：1μs-1ms，10档可选；

  采样长度：8192；A/D转换：16位；

  量    程：±1v，±2v，±5v，±10v，5档可选；

  动态范围：96db；

  频带范围：0.01—100kHz；

  串音：小于-80dB ;

  通道相位差： <0.1o(1000Hz)；

  触发方式：自动或脉冲；

  电源：12VDC.

  = 2 * GB2 ⑵、SW-50表面波激振源

   输出功率：50w;

  频率范围：1Hz-50kHz，连续可调；

  输出波形：正弦波或变幅正弦波，幅值比1/5；

  输出电压：0-600V，连续可调；

  电   源：220VAC或12VDC.

  = 3 * GB2 ⑶、HSW-20高频激振器

   激振力：20N;

  频率范围：6.0-30.0 kHz。

  = 4 * GB2 ⑷、L SW-100低频激振器

  激振力：100N;   

  频率范围： 0.2-8.0 kHz。

  = 5 * GB2 ⑸、IC压电加速度传感器

  频率范围：0.1-30 kHz；

  灵敏度：500mv/g。