基于混凝土缺陷超声检测的合成孔径聚焦成像

作     者：汪隆臻 张文亮 赵骞 孙一帆 缪春辉 刘常鸿 宋雷 Wang Longzhen;Zhang Wenliang;Zhao Qian;Sun Yifan;Miao Chunhui;Liu Changhong;Song Lei

作者机构：国网安徽省电力有限公司马鞍山供电公司安徽合肥230061 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116 山东高速集团有限公司创新研究院山东济南250101 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院安徽合肥230061 深地科学与工程云龙湖实验室江苏徐州221116 

出 版 物：《工程地球物理学报》 (Chinese Journal of Engineering Geophysics)

年 卷 期：2024年第21卷第3期

页      面：463-472页

学科分类：081801[工学-矿产普查与勘探] 081802[工学-地球探测与信息技术] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：江苏省重点研发计划项目(编号:BE2022709) 

主　　题：合成孔径聚焦成像 超声检测 混凝土 缺陷检测 

摘      要：由于混凝土的随机性,超声波在混凝土中传播伴随着强烈的衰减、反射以及散射作用,回波信号信噪比低,带有损伤信息的有效反射信号同背景噪声混叠畸变。传统超声信号处理难以识别缺陷的具体信息,本文引入了频域合成孔径聚焦算法对超声回波数据进行成像处理,并开展了对混凝土空洞缺陷的数值模拟和试验研究,采用道内平衡处理方法,对混凝土深部信号进行了增强处理,提高了缺陷回波的质量,对多次自发自收数据进行了频域合成孔径成像处理,空洞缺陷的绕射波被收敛,提高了100 kHz超声波的检测成像效果;同时预制了双空洞混凝土试件,使用宽频带窄脉冲探头进行现场混凝土空洞缺陷超声波检测试验,结果与数值模拟结果基本吻合,证明了合成孔径聚焦技术能够使混凝土缺陷的绕射波得到了很好的收敛,有效提高了小孔径超声波探头的分辨率。