合成孔径阵列探头改进成像算法研究

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1、目录1.前言1L1混凝土无损检测概述11.2混凝土结构内部常见缺陷21.3国内、外研究概况及发展趋势51.4合成孔径聚焦技术介绍81.5本文的研究意义和主要内容92.阵列合成孔径聚焦算法研究102.1传统合成孔径聚焦算法102.2阵列合成孔径聚焦算法112.3阵列聚集算法的优化处理162.3.1希尔伯特变换及调解原理162.3.2希尔伯特变换的实现173.线形阵列探头仿真研究203」六探头线阵单日标缺陷仿真研究203」.1缺陷位于奇数扫描线上时仿真模型设计203」.2缺陷位于偶数扫描线上时仿真模型设计213.2参数设

2、置223.2.1模型材料设置223.2.2缺陷材料设置223.2.3边界条件设置233.2.4探头设置243.2.5系统仿真参数设置243.3仿真过程波形云纹图25331六探头线阵单冃标缺陷仿真过程253.4六探头线阵单H标缺陷仿真实验263.4.1缺陷位于奇数值扫描单H标缺陷仿真实验273.4.2缺陷位于偶数值扫描线单1=1标缺陷仿真实验294.结论与展望32参考文献33致谢341.1混凝土无损检测概述混凝土结构无损检测技术是多学科紧密结合的高技术产物，现代材料科学、应用物理学及固体力学的发展都为混凝土无损检测技术

3、奠定了理论基础，现代电子技术和计算机科学的发展为其提供了现代化的测试工具，同时现代土木工程中迅速发展的新设计、新材料、新工艺乂对无损检测技术不断提出新的更高要求。无损检测己经成为混凝土测试技术体系屮一个重要的纽成部分，是建筑工程测试技术现代化的重要发展方向。现从基木理论和检测方法两方面对混凝土无损检测领域作简要概述。(1)基本理论无损检测技术必须建立在混凝土的某些性能指标与适当物理量Z间的相互关系的基础上。为寻找与该性能指标密切相关，而且又能在结构上用无损检测的方法直接测量的物理量，往往采用两种方法。一种是归纳法，就

4、是在大量试验的基础上，用冋归分析的方法确定它们之间的经验关系。这种方法工作量比较大，而且由于实验条件及原材料等众多因索对实验结果有一定的影响，所得的经验关系往往只局限于某种条件或某一地区，而没有广泛的适用性。另一种方法是演绎法，就是根据性能指标与某些物理量的理论联系进行逻辑推演，从理论上确定它们之间的关系，然后再通过适当的实验进行验证。这种方法所得的关系往往是以基木科学的基木原理为理论依据，因而具有较好的适用性。由于混凝土材料的特殊性，这方面的理论依据较少，而且往往建立在假设的基础之上。同时，要在混凝上结构现场检测的

5、各种实验方法中，都采用演绎法建立基本关系是非常困难的。因此，目前在上述两种方法中使用较多的仍是第一种方法。近年来随着基础科学的发展，为混凝土性能与相关物理量之间理论关系的研究奠定了基础。冃前，混凝土结构无损检测基础理论方而的研究主耍集屮在两个方而：一是混凝土强度理论及无损检测常用物理量的关系；二是混凝土结构屮波的传播机理。总之，混凝土结构无损检测技术是一门多学科综合的应用技术，只有将基础理论与工程实践结合起来，才能完善现有方法和开辟新的途径。(2)无损检测方法混凝土无损检测是指在不破坏混凝土内部结构和使用性能的情况下

6、，利用声、光、热、电、磁、和射线等方法，测定与混凝土力学性能有关的物理量，来推定混凝土的强度、缺陷等。混凝土无损检测与常规的标准试块破坏试验方法相比，具有下列特点tn>1、不破坏构件或者建筑物的组织结构，不影响其使用性能，而且简便快速。2、可直接在混凝土结构上作全面检测，能比较真实地反映混凝土的实际质量和强度，可以避免标准试块不能真实反映工程质量的缺点。3、能获得破坏试验不能获得的信息，如能检测内部空洞、疏松、开裂、不均匀性、表层烧伤、冻害及化学腐蚀等，这些都是标准试块破坏试验无法代替的。4、无损检测方法对在建和现役

7、建筑物都适用，而标准试块破坏试验只能用于新建结构工程的混凝土质量检测。5、可以进行非接触检测，如用红外线法、摄影法等，无需接触建筑物，减少了搭建脚手架等过程和人为误差。6、可以进行连续测试和重复测试，使测试结果具有良好的可比性。7、由于是间接检测，检测结果要受到其它多种因素的影响，检测精度要比直接检测差。冃前，用于混凝土无损检测的方法很多，除了儿种常规的方法(超声、凹弹、射线)外，述有红外线、电磁波、声发射等方法。由于超声波对混凝土的穿透能力较强,而且超声检测设备较简单、操作较方便，所以这种方法广泛应用于混凝土内部缺

8、陷的检测。本文将主要研究利用超声波的方法对混凝土进行无损检测。1.2混凝土结构内部常见缺陷混凝土结构作为土木建筑中的重要组成，其施工质量受到严格控制。然而在进行混凝土工程中，往往因为设计考虑不周、施工不当、养护管理不善以及混凝土本身老化等方而的因素，致使混凝土结构引起不同程度的缺陷，从而对混凝土质量产生不同程度的影响，对混凝土工程的耐久性构成威