Measurement of Acoustic Parameters of Building Materials by Pseudorandom Sequence

Disertační práce se zabývá výzkumem pulzní komprese akustického signálu z hlediska možnosti použití ve stavebnictví. Na základě studia a rozboru těchto metod bylo navrženo a realizováno automatizované měřicí zařízení pro nedestruktivní testování pseudonáhodnou sekvencí maximální délky a následnou automatizovanou signálovou analýzu. V jediném testovacím cyklu jsou získány tři parametry, které charakterizují lineární i nelineární chování vzorku. Nelineární parametr, čas průchodu ultrazvukových vln vzorkem, který je dále v práci porovnáván s konvenčním pulzním měřením ultrazvukových vln, a spektrální analýza, která je porovnávána s metodou impact-echo. Funkčnost a optimalizace metody byla provedena na celkem třech sadách zkušebních vzorků zhotovených z různých stavebních materiálů. Provedené experimenty prokázaly jednoduchou interpretaci použité metody a vysokou citlivost na poruchy ve struktuře vzorků spojené s teplotním namáháním. Výsledky byly korelovány konvenčními nedestruktivními metodami a destruktivními metodami byla měřena změna pevnosti v tlaku a v tahu za ohybu. Součástí práce je i kontinuální měření vlivu vlhkosti maltového vzorku na jeho základní frekvenci. Využití pulzní komprese signálu je ve stavebnictví zcela neobvyklé. Teprve v posledních letech se zvyšuje četnost této problematiky v odborných časopisech. Velký potenciál se skrývá ve zmíněném spojení tří testovacích metod do jediné, ve vysoké testovací rychlosti a opakovatelnosti měření, ale také v teoretické možnosti testovat masivní prvky.The thesis deals with research of pulse compression of the acoustic signal in terms of applications in civil engineering. Based on the study and analysis of these methods, automated measuring equipment for non-destructive testing with pseudorandom sequence of maximum length and automated signal analysis, have been designed and implemented. In a single test cycle are obtained three parameters that characterize the linear and nonlinear behavior of the sample. A nonlinear parameter, Time of Flight of ultrasonic wave in the sample is further in the work compared with the conventional pulse measuring, and spectral analysis is compared with the method impact-echo. Functionality and optimization of the testing method was performed on a total of three sets of test pieces made of various building materials. The experiments proved simple result interpretation, and high sensitivity to structural damage associated with temperature loading. The results were correlated with conventional nondestructive methods and by destructive testing was measured change in compressive strength and flexural strength. This work also includes continual measurement of fundamental frequency influenced by moisture on a mortar sample. Use of pulse compression signal is in the civil engineering quite unusual. Only in recent years this topic is discussed in scientific articles with increasing frequency. Great potential lies in the association of three test methods into a single. Beneficial is high test speed and measurement reproducibility, but also theoretical possibility of testing massive test elements.