Phát triển thử nghiệm hệ đo bề mặt bê tông với cảm biến siêu âm SRF05 và phương pháp TOF
Email:
trunght@utc.edu.vn
Từ khóa:
kiểm tra không phá hủy bê tông, cảm biến siêu âm, ATmega128, SRF05, ToF
Tóm tắt
Kiểm tra không phá hủy bằng siêu âm (NDT) là phương pháp phát hiện khuyết tật mà không gây hại cho đối tượng được kiểm tra. Các hệ thống đo đang sử dụng hiện nay đa số là nhập ngoại, thường có chi phí đầu tư ban đầu cao và đòi hỏi người vận hành có kiến thức chuyên sâu về chẩn đoán sức khỏe công trình và xử lý tín hiệu. Trong bài báo này, tác giả trình bày nghiên cứu phát triển thử nghiệm hệ NDT đo bề mặt kết cấu bê tông giá thành rẻ. Hệ thống dựa trên phương pháp tính toán ToF cho chip xử lý tín hiệu ATmega128 trên bo Arduino với dữ liệu từ cảm biến siêu âm thương mại phổ thông SRF05. Hệ thống trước hết được thử nghiệm để tìm ra khoảng cách đo tối ưu giữa bề mặt bê tông và cảm biến. Với khoảng cách tối ưu được sử dụng khoảng 50 mm, các phép đo được thực hiện trên toàn bộ bề mặt mẫu trong phòng thí nghiệm. Dữ liệu đo được phân tích bằng chương trình máy tính và có thể ánh xạ 2D bề mặt gồm các khu vực phẳng, gồ ghề của bê tông tương đối chính xác. Kết quả nghiên cứu ban đầu này góp phần phát triển các thiết bị NDT ứng dụng trong xây dựng công trình giao thông với giá thành thấp, đồng thời mở ra hướng tiếp cận nội địa hóa công nghệ, giảm phụ thuộc vào các thiết bị nhập khẩuTài liệu tham khảo
[1]. J.R.Casas et al., Remote sensing in bridge digitalization: a review, Remote Sensing, 16 (2024) 4438. https://doi.org/10.3390/rs16234438
[2]. Vu Thuy Phuong, Van Su Luong, Minh huy Le, Hidden corrosion detection in aircraft structures with a lightweight magnetic convolutional neural network, Nondestructive Testing and Evaluation, 40 (2025) 1797-1819. https://doi.org/10.1080/10589759.2024.2360052
[3]. R-O. Oh et al., Evaluation of Delaminations and Defects in Concrete Deck Using Non-Destructive Multi-Physical Scanning Technology, Sustainability, 16 (2024) 9225. https://doi.org/10.3390/su16219225
[4]. J. Shu et al., Subsurface Defect Area Quantification of Reinforced Concrete Structures with Array Ultrasound and Dual-scale Neural Network, Journal of Building Engineering, 111 (2025) 113130. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2025.113130
[5]. M.A.Gacem et al., Concrete classification using Wi-Fi channel state information and convolutional neural networks, Construction and Building Materials, 439 (2024) 137280. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2024.137280
[6]. K. Dinh, N. Gucunski, T. H. Duong, An algorithm for automatic localization and detection of rebars from GPR data of concrete bridge decks, Automation in Construction, 89 (2018) 292-298. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2018.02.017
[7]. N. Gucunski et al., Nondestructive Testing to Identify Concrete Bridge Deck Deterioration Transportation Research Board, Washington DC, 2013
[8]. Tao Liu, Yutao Zhu, Yi Su, Method for Compensating Signal Attenuation Using
Stepped-Frequency Ground Penetrating Radar, Sensors, 18 (2018) 1366. https://doi.org/10.3390/s18051366
[9]. https://ndt.com.vn/gioi-thieu-ve-phuong-phap-kiem-tra-sieu-am-ut, truy cập ngày 26 tháng 6 năm 2025
[10]. Weihua Wang et al., Application of Object Detection Algorithms in Non-Destructive Testing of Pressure Equipment: A Review, Sensors, 24 (2024) 5944. https://doi.org/10.3390/s24185944
[11]. D. Santos et al., Non-Destructive Inspection of High Temperature Piping Combining Ultrasound and Eddy Current Testing, Sensors, 23 (2023) 3348. https://doi.org/10.3390/s23063348
[12]. F. Honarvar, et al., A review of ultrasonic testing applications in additive manufacturing: Defect evaluation, material characterization, and process control, Ultrasonics, 108 (2020) 106227. https://doi.org/10.1016/j.ultras.2020.106227
[13]. H. Sun et al., Machine learning for ultrasonic nondestructive examination of welding defects: A systematic review, Ultrasonics, 127 (2023) 106854. https://doi.org/10.1016/j.ultras.2022.106854
[14]. Vu Ngoc Quy, Toan Thanh Dao, Ho Thanh Trung, A Non-destructive Radar Device for Detecting Additive Materials in Concrete, Engineering, Technology & Applied Science Research, 13 (2023) 10969-10972. https://doi.org/10.48084/etasr.5900
[15]. Le Quang Trung, Naoya Kasai, Minhhuy Le, Kouichi Sekino, predicting actual crack size through crack signal obtained by advanced Flexible Eddy Current Sensor using ResNet integrated with CBAM and Huber loss function, NDT & E International, 149 (2025) 103249. https://doi.org/10.1016/j.ndteint.2024.103249
[16]. H. Phan, Y. Cho Y, Q.H. Le, C.V Pham, H.T.L Nguyen, P.T. Nguyen, T.Q Bui, A closed-form solution to propagation of guided waves in a layered halfspace under a time-harmonic load: An application of elastodynamic reciprocity, Ultrasonics, 96 (2019) 40-47. https://doi.org/10.1016/j.ultras.2019.03.015
[17]. Robert Resnick, David Halliday, Jearl Walker, Fundamentals of Physics, 10th Edition, Wiley, 2014
[2]. Vu Thuy Phuong, Van Su Luong, Minh huy Le, Hidden corrosion detection in aircraft structures with a lightweight magnetic convolutional neural network, Nondestructive Testing and Evaluation, 40 (2025) 1797-1819. https://doi.org/10.1080/10589759.2024.2360052
[3]. R-O. Oh et al., Evaluation of Delaminations and Defects in Concrete Deck Using Non-Destructive Multi-Physical Scanning Technology, Sustainability, 16 (2024) 9225. https://doi.org/10.3390/su16219225
[4]. J. Shu et al., Subsurface Defect Area Quantification of Reinforced Concrete Structures with Array Ultrasound and Dual-scale Neural Network, Journal of Building Engineering, 111 (2025) 113130. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2025.113130
[5]. M.A.Gacem et al., Concrete classification using Wi-Fi channel state information and convolutional neural networks, Construction and Building Materials, 439 (2024) 137280. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2024.137280
[6]. K. Dinh, N. Gucunski, T. H. Duong, An algorithm for automatic localization and detection of rebars from GPR data of concrete bridge decks, Automation in Construction, 89 (2018) 292-298. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2018.02.017
[7]. N. Gucunski et al., Nondestructive Testing to Identify Concrete Bridge Deck Deterioration Transportation Research Board, Washington DC, 2013
[8]. Tao Liu, Yutao Zhu, Yi Su, Method for Compensating Signal Attenuation Using
Stepped-Frequency Ground Penetrating Radar, Sensors, 18 (2018) 1366. https://doi.org/10.3390/s18051366
[9]. https://ndt.com.vn/gioi-thieu-ve-phuong-phap-kiem-tra-sieu-am-ut, truy cập ngày 26 tháng 6 năm 2025
[10]. Weihua Wang et al., Application of Object Detection Algorithms in Non-Destructive Testing of Pressure Equipment: A Review, Sensors, 24 (2024) 5944. https://doi.org/10.3390/s24185944
[11]. D. Santos et al., Non-Destructive Inspection of High Temperature Piping Combining Ultrasound and Eddy Current Testing, Sensors, 23 (2023) 3348. https://doi.org/10.3390/s23063348
[12]. F. Honarvar, et al., A review of ultrasonic testing applications in additive manufacturing: Defect evaluation, material characterization, and process control, Ultrasonics, 108 (2020) 106227. https://doi.org/10.1016/j.ultras.2020.106227
[13]. H. Sun et al., Machine learning for ultrasonic nondestructive examination of welding defects: A systematic review, Ultrasonics, 127 (2023) 106854. https://doi.org/10.1016/j.ultras.2022.106854
[14]. Vu Ngoc Quy, Toan Thanh Dao, Ho Thanh Trung, A Non-destructive Radar Device for Detecting Additive Materials in Concrete, Engineering, Technology & Applied Science Research, 13 (2023) 10969-10972. https://doi.org/10.48084/etasr.5900
[15]. Le Quang Trung, Naoya Kasai, Minhhuy Le, Kouichi Sekino, predicting actual crack size through crack signal obtained by advanced Flexible Eddy Current Sensor using ResNet integrated with CBAM and Huber loss function, NDT & E International, 149 (2025) 103249. https://doi.org/10.1016/j.ndteint.2024.103249
[16]. H. Phan, Y. Cho Y, Q.H. Le, C.V Pham, H.T.L Nguyen, P.T. Nguyen, T.Q Bui, A closed-form solution to propagation of guided waves in a layered halfspace under a time-harmonic load: An application of elastodynamic reciprocity, Ultrasonics, 96 (2019) 40-47. https://doi.org/10.1016/j.ultras.2019.03.015
[17]. Robert Resnick, David Halliday, Jearl Walker, Fundamentals of Physics, 10th Edition, Wiley, 2014
Tải xuống
Chưa có dữ liệu thống kê
Nhận bài
28/06/2025
Nhận bài sửa
11/07/2025
Chấp nhận đăng
10/08/2025
Xuất bản
15/08/2025
Chuyên mục
Công trình khoa học
Kiểu trích dẫn
Hồ Thành, T., & Đào Thanh, T. (1755190800). Phát triển thử nghiệm hệ đo bề mặt bê tông với cảm biến siêu âm SRF05 và phương pháp TOF. Tạp Chí Khoa Học Giao Thông Vận Tải, 76(6), 851-861. https://doi.org/10.47869/tcsj.76.6.3
Số lần xem tóm tắt
31
Số lần xem bài báo
3
