快速扫描算法在超声波层析中的应用.pdf

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1、第12卷第1期工往球物学赧VoI_12．No．12015年1月CHINESEJOURNAI0FENGINEERINGGE0PHYSICSJan．，2015文章编号：16727940(2015)01。08907doi：10．3969／j．issn．1672—7940．2015．01．017快速扫描算法在超声波层析中的应用谢春，黄永进，唐坚(上海岩土工程勘察设计研究院有限公司，上海200032)摘要：超声波层析成像(cT)技术是最近发展起来的一种新型无损检测方法，该方法具有对被测对象无损伤、成像精度高、操作简单方便、结果可视化程度高等

2、优点，在混凝土结构检测中得到广泛应用。超声波层析成像技术一般采用初至波的走时进行分析计算。因此，对走时提取的准确性至关重要。传统的超声波层析技术是利用最小走时射线追踪算法来计算初至波走时，计算效率低，且在复杂介质中存在不稳定性问题。为了快速、可靠地计算初至波走时，本文基于程函方程的有限差分形式，利用快速扫描算法实现了初至波走时的快速计算。将该方法应用于理论模型计算，并和现场采集的实测数据层析结果作对比，结果表明该方法可以取得与传统最小走时射线追踪相当的计算精度，但计算效率得到大幅提升。关键词：超声波；层析成像；初至波；快速扫描法；

3、射线追踪中图分类号：P631．5文献标识码：A收稿日期：2014-10—10TheApplicationofFast_。sweepingMethodtoUltra--sonicWaveComputerTomographyXieChun。HuangYongjin，TangJian(ShanghaiGeotechnicalInvestigation&DesignInstituteCo．，Ltd．，Shanghai200032，China)Abstract：Ultra—soniccomputertomography(CT)technol

4、ogyisanewnondestructivede—tectionmethod．Theadvantagesofultra-sonicwaveCTarenondestructivetocomponentsofbuilding，highresolutionofimage，convenienceandhighvisualizationeffectetc．，whichhasbeenwidelyusedinnondestructivedetectionofconcretestructure．Uhra—sonictomo—graphyisba

5、sedontheaccuratecalculationoffirstarrivaltravel—time，thustheaccuracyofextractionofthetraveltimeisveryimportant．Ray—tracingisthetraditionalmethodtogetfirstarrivaltravel—time，whichislimitedbylowefficiencyandpoorstabilityincomplexstructure．Inthispaper，thefastsweepingmeth

6、od(FSM)togetthefirstarrivaltravel—timestablyandefficientlyisusedbasedonthefinitedifferentialoperatoroftheEikonale—quation．Boththismethodandthetraditionalray—basedtomographyareappliedtotheoreti—calmodelsandfielddata．Tomographyresultsindicatethatthefastsweepingmethod—ba

7、sedtomographycanretrievevelocitystructurewithsimilaraccuracyastraditionalray—basedtomography，whilethecomputationefficiencyisgreatlyincreased．Keywords：ultra-sonic；tomographyimage；firstarrivalwave；fast—sweepingmethod；ray-tracing基金项目：上海市科学技术委员会科研项目(编号：1323120010o)资助。作者简介

8、：谢春(1988一)，女，青海西宁人，硕士，主要从事地球物理无损检测方法技术研究。Email：xiechun@sgidi．corn90工程地球物理学报(ChineseJournalofEngineeringGeophysics)第l2卷方法计算效率