IE（Impact Echo）冲击回波方法介绍
（一）、冲击回波方法概述
冲击回波法是基于应力波的一种检测结构厚度、缺陷的无损检测方法。早在20世纪80年代，美国科内尔大学的Mary Sansalone博士就对该方法进行了研究。IE方法不仅能够快速确定混凝土、砌体结构中的孔洞、蜂窝、裂缝、剥离以及其它缺陷，而且能够确定结构构件的厚度以及缺陷的深度。IE法的一个很重要的优点是：只需要一个测试面就可进行测试。
冲击回波技术发展非常迅速，目前已有IES扫描式冲击回波系统、带表面波的冲击回波系统、超薄冲击回波检测系统等多种类型，可根据工程需要进行选择。IES是IE技术发展的一大突破，不仅可以快速连续检测，而且增加了检测项目如预应力管灌浆情况等，此外还可对结构厚度、缺陷进行三维成像，具体内容见下文介绍。表面波型冲击回波系统无需取芯标定，就可准确检测混凝土的厚度。超薄型冲击回波系统可检测zui小厚度约5cm的板状结构，拓宽了冲击回波方法的厚度检测范围。目前，IE方法检测的厚度范围从5cm～180cm，*一般工程的检测需要。
（二）、冲击回波方法的原理
IE测试基本原理：如图1所示。用一个小锤或冲击器作为激振源在混凝土表面冲击来产生压缩波，然后用放置在冲击器附近的接收传感器接收反射回来的压缩波。经过分析后来计算混凝土的厚度、探测内部的孔洞、裂隙、剥离等缺陷。对于无缺陷的平板、路面，冲击回波试验中就会得到一个其底面的反射波，这样在已知压缩波的波速时，就可以计算厚度了
图1：冲击回波原理示意图
（其中source为产生压缩波的激振源，receiver为反射波的接收器）
下面，对冲击回波方法的厚度或缺陷深度计算进行更详细的说明。如图2所示，接收器接收到反射波后，通过快速傅立叶转换将时域数据转化为频域数据，然后确定回波的频率峰值F，深度计算结构的厚度或缺陷D = （b * VP）/2f（其中b是形状系数，对板/墙来说是0.96，对于梁和柱该值更小，根据厚度和宽度的比值确定，VP是压缩波波速）。图3给出了某测试点时域图和频域图，图4给出了无缺陷处和有缺陷处的测试结果对比。
图2：冲击回波原理图
图3：单点冲击回波测试的时域和频域图
（三）冲击回波方法相对于超声波方法的优点
1、冲击回波方法只需一个测试面，而超声波方法需两个测试面，这在很多情况下很难做到。
2、冲击回波方法使用比超声波更低频的声波（IE频率范围通常在2～20 kHz），这使得冲击回波方法避免了超声波测试中遇到的高信号衰减（high signal attenuation）和过多杂波干扰问题。
3、冲击回波方法不需耦合剂，单手即可操作，标定后每个测点直接得出结构厚度或缺陷位置、深度信息。而超声波方法需耦合剂，两个探头加大了操作的难度。同时需大量数据对比才能确定缺陷的位置，但不能确定缺陷深度。
4、冲击回波方法zui深可测180cm的结构，而对于超声波方法测试同样厚度将非常困难，特别是两个测试面不易接触的情况下。
由以上可以看出，IE冲击回波方法具有超声波方法*的*性，该方法将随着技术的不断完善和发展，成为混凝土结构无损检测的一个重要方法。
（四）冲击回波方法的应用举例
测试可用于评估板、梁、柱、墙、公路路面、飞机跑道、隧道和大坝等结构的内部状况。IE方法能够发现混凝土、木材、石材和砌体中的孔洞、蜂窝、裂缝、剥离以及其它缺陷。如果已知混凝土构件的厚度，IE法可以还预测早期混凝土的强度。
图4：无缺陷和有缺陷频域图比较
（图4说明：上图：无缺陷处只有一个频率峰值，可获得厚度信息
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