基于16×4阵元CMUT面阵的三维超声反射成像

为实现非接触式三维超声反射成像,搭建了基于16×4阵元电容式微机械超声换能器(CMUT)面阵的反射成像系统。利用面阵上单个阵元发射、所有阵元接收的方式对硅油中的铝块进行了三维成像测试。采用B模式及二次谐波两种成像算法分别对来自铝块的反射信号进行处理,获取被测物的三维图像及对应的二维切片。基于16×4阵元CMUT面阵的反射成像系统能够确定铝块的位置,实验B模式图像和二次谐波图像中铝块与换能器的距离重建偏差分别为3.63%及1.47%。该系统可实现对被测物的三维反射成像,且三维反射图像中被测铝块的表面清晰可见,重建偏差小,信噪比高。

模拟生物样品的反射式超声CT成像

本文简要介绍了反射式超声CT(URCT)成像方法的原理,介绍了远场条件下的URCT成像算法,对模拟生物样品进行了URCT成像实验,并对多辐二维URCT图像。

超声横波反射三维成像技术及在水工混凝土缺陷诊断中的应用

水利工程在长期运行的过程中,其混凝土构件会出现磨蚀、裂缝等损伤,如不及时进行处理,将会严重影响水利工程的安全运行。本文以混凝土内部缺陷所导致的波阻抗差异为基础,采用超声横波反射三维成像法探测。该方法具有横波探测、阵列式耦合、相控阵成像、合成孔径聚焦等特点,在多发多收的配置下,可实现对地下目标高信噪比、强分辨力、强穿透力、高工作效率的探测。通过将超声横波反射三维成像法应用于水工混凝土地面和蜗壳内部侧墙的混凝土裂缝精细化检测,为后续维护、维修提供有效的数据服务和决策支持。实践证明,超声横波反射三维成像技术在裂缝、脱空等水工混凝土缺陷诊断中具有良好的应用效果,值得在同类案例中进行应用和推广。

反射型超声衍射CT迭代重建算法

本文以傅立叶衍射定理为基础,将非均匀傅立叶变换和迭代法相结合,用正则化方法处理迭代的收敛问题,建立了反射型超声衍射成像算法。数据直接在频域中的非均匀频率点上比较,避免了频域内插引入的误差。本算法也减少了采样数据量,降低了运算的复杂度。实验结果表明,在迭代次数不多情况下,重建图像可以达到较好的视觉效果。

地质雷达及超声横波技术在密集型钢筋混凝土结构检测中的应用

由于密集型钢筋混凝土结构中钢筋反射强,给钢筋及混凝土背后缺陷分析和判定造成了困扰。因此采用适当提高地质雷达天线频率及结合超声横波反射成像技术的措施,来提高对密集型钢筋混凝土结构检测信号的分辨率和判识准确率。首先简单介绍了地质雷达工作原理及钢筋反射示意图,对目前隧道衬砌检测中普遍应用的地质雷达检测信号进行简要说明和对比。然后对采取的两种措施进行介绍,并结合多种密集型钢筋混凝土结构检测实例,着重对管片背后不密实检测做了介绍。结果表明,运用适当提高地质雷达天线频率和超声横波反射成像技术结合的方法对密集型钢筋混凝土结构检测可做出更为准确的分析和判定。

钢筋混凝土蜗壳健康诊断技术及应用

水力发电工程水轮机蜗壳在长期运行的过程中,经常会出现裂缝、脱空、蜂窝等缺陷,如不及时进行处理,将会影响水工混凝土构件的安全性和耐久性。以“网状普探与定点检查相结合”的健康诊断技术思路为指导,采用基于“不同技术原理、不同方法特点、不同探测尺度、不同探测精度”的超声横波反射三维成像法、脉冲回波法、声波反射法、探地雷达法等物探方法对蜗壳周边混凝土质量、蜗壳顶部钢衬与混凝土接触状况进行检测,最终得出混凝土蜗壳缺陷的详细信息。通过对混凝土蜗壳健康诊断,从而为其工程处理提供数据服务和决策支持。

钢筋混凝土蜗壳健康诊断中的地球物理方法及应用

水力发电工程水轮机组蜗壳在保证导水机构均匀供水、减轻导水机构工作强度等方面发挥着重要作用,在长期运行过程中,混凝土蜗壳经常会出现裂缝、脱空、不密实、蜂窝等缺陷,如不及时处理,将会影响水工混凝土构件的安全性和耐久性,因此,对混凝土蜗壳进行健康诊断就显得尤为重要。本文以“网状普探与定点检查相结合”的综合物探检测思路为指导,采用基于“不同技术原理、不同方法特点、不同探测尺度、不同探测精度”的超声横波反射三维成像法、脉冲回波法、声波反射法、探地雷达法等多种物探方法对蜗壳周边混凝土质量、蜗壳顶部钢衬与混凝土接触状况、混凝土内部钢筋分布及形变状况进行综合检测,最终得出蜗壳周边混凝土缺陷的详细信息,从而为混凝土蜗壳健康诊断提供数据服务和决策支持。案例结果证明,综合地球物理方法是实现混凝土蜗壳健康诊断的有效技术手段,值得在实践中进行推广应用。

水工混凝土构件裂缝检测方法及应用

水利工程在长期运行过程中,其混凝土构件会出现磨蚀、裂缝等损伤,如这类问题不能够及时得到处理,将会严重影响水利工程的安全运行。本次研究主要针对水工混凝土构件中的裂缝检测方法进行研究,提出从“定性”到“定量”的一体化检测思路,具体实施过程分为四部分,即“普探—详查—判定—验证”,其中,普探阶段采用探地雷达法,确定裂缝的总体分布;详查阶段采用超声横波反射三维成像的方法,确定裂缝的纵深向分布;判定阶段分别采用裂缝测宽法和表面声波法,用来确定裂缝的表面宽度和贯穿深度;验证采用钻孔电视,确定探测结果的正确性和准确性。上述技术路线突破了单一方法的限制,可有效地运用于水工混凝土构件裂缝检测,经实践证实,具有良好的检测效果。

综合物探方法在水工隧洞衬砌质量检测中的应用

为提高水工隧洞混凝土衬砌脱空检测精准度,从混凝土衬砌脱空地球物理响应特征出发,引入了冲击回波法、地质雷达法、超声横波三维反射成像法综合物探检测方法,结合三种方法在水工隧洞混凝土衬砌质量检测中的应用及验证情况,对混凝土衬砌检测中的应用效果进行分析总结。结果表明:超声横波反射三维成像法既不受金属物屏蔽的影响,也不受气相和液相介质的干扰(横波只在固相介质中传播),对衬砌混凝土厚度、钢筋分布、混凝土密实及脱空均有良好的检测效果,成果直观、清晰度、准确度高,值得推广。