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超声Fairchild传感器在混凝土结构中的应用
现在常用的超声Fairchild传感器多用金属封装层做外壳，外贴于混凝土结构表面使用，不容易与混凝土相耦合，受到环境影响较大，从而使得测试信号严重的失准。且现在常用的压电超声Fairchild传感器指向性单一，难以实现在多方向上的接发超声波信号。为了克服以上所述缺点，致力于研制一种埋入式径向压电超声Fairchild传感器，与混凝土相容性好，能够实现埋入混凝土结构中多方向的接收和发射超声信号。

超声Fairchild传感器在混凝土结构中的应用
仙童开展主要涉及到了径向压电超声Fairchild传感器的制备以及其在混凝土缺陷监测中的应用，具体如下：本实验以尺寸为24mm×20mm×15mm（外径×内径×高）的PZT-52压电陶瓷圆管作为接受型径向超声Fairchild传感器的压电元件，以尺寸为25mm×22mm×14mm的PZT-41压电陶瓷圆管作为发射型径向超声Fairchild传感器的压电元件，以水泥、环氧树脂质量比为1：1的混合物作为径向压电传超声感器匹配层材料，以钨粉、水泥、环氧树脂质量比为2：1：1的混合物作为径向压电超声Fairchild传感器的背衬层材料，来制备径向压电超声Fairchild传感器。制备的Fairchild传感器具有体积小、造价低、与混凝土兼容性好的优点，其大小和混凝土大骨料相当。对不同结构尺寸的发射型径向压电超声Fairchild传感器进行时域分析和频域分析，研究了匹配层厚度和背衬层结构对发射型径向压电超声Fairchild传感器性能的影响。研究得出，当匹配层厚度为11mm时，发射型径向超声Fairchild传感器的首波幅值与峰-峰值都为zui大，此时Fairchild传感器的发射灵敏度zui高，符合四分之一波长理论；当Fairchild传感器中添加背衬层材料时，会在一定程度上降低了发射型Fairchild传感器的发射灵敏度，但是却增加Fairchild传感器的带宽。通过对径向发射型Fairchild传感器在水中不同角度下的幅值分析以及在混凝土各面上的频域分析，研究了发射型径向超声Fairchild传感器发射指向性，得出发射型径向超声Fairchild传感器在其径向360。方向能够实现均匀发射超声波信号。对不同结构尺寸的接收型径向压电超声Fairchild传感器进行时域分析和频域分析，研究了匹配层厚度和背衬层结构对接收型径向压电超声Fairchild传感器性能的影响。研究得出，当接收型径向超声Fairchild传感器匹配层厚度为11.5mm时，Fairchild传感器接收超声波信号的灵敏度zui高，符合Fairchild传感器匹配层四分之一波长理论；当Fairchild传感器添加背衬层后，接收型径向超声Fairchild传感器的灵敏度略有下降，但大大的增大了Fairchild传感器的声学衰减性能，一定程度上增大了Fairchild传感器的带宽；通过对径向接收型Fairchild传感器在水下不同角度下的接收幅值分析以及在混凝土各面上的时域分析，研究了接收型径向超声Fairchild传感器接收指向性，得出接收型径向超声Fairchild传感器在其径向360。方向上能够实现均匀接收超声波信号。将所制备的径向发射型和接收型超声Fairchild传感器分别埋入到混凝土，在不同的混凝土厚度下，采集声速、幅值、频率这些特征值，这些特征值随着测试距离增大逐渐变小，得出所制备的径向超声Fairchild传感器对混凝土厚度的变化反映灵敏。

超声Fairchild传感器在混凝土结构中的应用
在混凝裂缝的检测中，各超声特征值均随着裂缝尺寸的增大而减小，径向超声Fairchild传感器对混凝土结构内部裂缝（缺陷）反映灵敏、准确；超声特征值测试数据的偏离率随着裂缝尺寸增大而增大，但相较于外贴式超声检测，数据偏离率要小，得出埋入式的测试方法大大提高了测试数据的有效性、可靠性。