混凝土結(jié)構(gòu)超聲陣列探測成像方法研究.pdf

1、合成孔徑聚焦技術(shù)(SAFT)超越了超聲成像系統(tǒng)側(cè)向分辨率的經(jīng)典思路，使得能夠利用小孔徑的基元換能器和較低的探測頻率，對位于遠(yuǎn)處的物體作具有高分辨率的探測和識別?；獡Q能器的孔徑越小，側(cè)向分辨率就越高。SAFT技術(shù)解決了直接成像技術(shù)中系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)的一些互相矛盾的要求。
　　為了滿足混凝土結(jié)構(gòu)嵌入目標(biāo)和內(nèi)部缺陷快速檢測的需要，本文提出一種基于線形陣列探頭的探測方式，結(jié)合合成孔徑聚焦技術(shù)，研究混凝土結(jié)構(gòu)陣列探測高分辨率成像方法。根據(jù)線形

2、陣列探頭的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對合成孔徑聚焦技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，得到適用于這種探測方式的成像算法，其中對反射點(diǎn)位于陣列中奇偶數(shù)值掃描孔徑線上相應(yīng)孔徑處缺陷回波聲程的幾何關(guān)系進(jìn)行了詳細(xì)說明。課題選用有限元軟件 Wave3000及數(shù)學(xué)軟件 Matlab進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)和陣列數(shù)據(jù)融合處理，形成混凝土結(jié)構(gòu)斷面成像圖。
　　與傳統(tǒng) SAFT算法相比，陣列 SAFT算法充分利用陣列中相隔探頭間形成的掃描信號，最大限度增加數(shù)據(jù)融合處理的有效數(shù)組維數(shù)，使合成孔徑成

3、像目標(biāo)定位能力增強(qiáng)，成像分辨率更高。由于脈沖信號頻率成分豐富，使得混凝土材料中晶粒散射嚴(yán)重，成像圖中缺陷波高部位會產(chǎn)生振蕩信號，本文提出一種基于互相關(guān)處理的方法來濾除振蕩信號，這種方法對表面直達(dá)波的幅度也有很好的抑制作用。
　　仿真研究分別采取單點(diǎn)反射法和有限元仿真。單點(diǎn)反射法對陣列SAFT算法進(jìn)行了數(shù)值模擬，有限元仿真實(shí)驗(yàn)對陣列SAFT算法具體成像效果進(jìn)行了詳細(xì)的研究和驗(yàn)證，表明線形陣列探頭配合陣列SAFT算法理論上能對混凝土材