基于超声CT的混凝土质量阵列检测方法研究

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1、cDmp啪rEn哲础e^昭饥dA即船以如瑚计算机工程与应用2010，46(15)239基于超声CT的混凝土质量阵列检测方法研究王浩全，韩焱，殷黎WANGH∞一quan，HANY粕，ⅥNU中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，太原030051KeyL且bofIflstmmentationscience＆DymlllicMeasu托memoft}IeMinis田Education，NonllUniversityofChina，Taiyu锄030051，Chi眦E—mail：wan&．haoquan@nuc．edu．cnWANGH∞-q咖．InNY柚．M叭Li

2、．Studyofco驰弛tequal鲫testjngmethodsbased蛐uI缸aso咖ldCT．C哪puterEngi—n∞血gandAppHc拍。璐．2010，46(15)：239—241．Abs咖ct：AccordiIlgtoques“onsinconcretequal毋testing，anewultmsoundCTan呵testiIlgmethodisadopted．Based∞咖dyofultrasoundsp陀adingch锄cterinconcrete，line盯打aveltimeinterpolati仰algorit}lmisintrudu

3、cedinul岫soundCT．Theline-a嘲yofsIRTalgorithmisimp玎Dved．Asu丌ound嘲yofreco璐咖cti蚴algorithmhasbeenused．711lrougIl8imulation，them—sultsshowthatCTiIImgesarefeasible明dthed艳ctofimagereconstnlctionissatis蠡ctory．Keywords：lll咖undCT；my妇cing；SIRTa如rithm；arraydetecti伽摘要：针对超声波在混凝土检测中存在的问题，采用了一种新的超声CT

4、阵列检测方法。在研究超声在混凝土中传播特性的基础上，将射线追踪算法引入到层析成像中，对线阵式sIRT重建算法进行了改进，实现了环绕面阵式sIRT算法重建。通过数值仿真表明：采用上述方法能够明显改善层析成像效果。关键词：超声cT；射线追踪；sIRT算法；阵列检测Dol：10．377断．issnl002—8331．2010．15．070文章编号：1002-8331(2010)15-0239—03文献标识码：A中图分类号：TGll5．28+51引言层析成像(computedTomography，cT)技术是指通过物体外部检测到的数据重建物体内部(横截面)信息的技术，

5、它把不可分割的对象假想地切成一系列薄片，分别给出每一片上的物体的图像，然后把这一系列图像叠加起来，就得到物体内部的图像。目前，cT技术主要应用在医学、国防等高精尖领域，在高衰减材料探伤领域的应用不管是国内还是国外还相当少，主要是因为层析技术采用的信号源主要是x、7等高能粒子流，频率相当高，但混凝土对高频射线的衰减非常大，这些高能粒子流根本不能用于混凝土探伤，所以现有的较为成熟的x—cT、PcT的方法都不能照搬到混凝土材料探伤中【ll。超声波信号在混凝土中的衰减相对较小，而且超声检测具有价格低廉、指向性好等优点，已成为无损检测领域应用广泛的检测手段之一。因此，人

6、们开始将超声波作为发射源的检测技术应用于混凝土材料探伤中，将传统的超声检测方法与射线cT技术相结合逐渐成为研究的热点之一。2超声CT阵列检测方法针对混凝土检测中数据提取较为困难等特点，深入研究了超声场的特点，结合数字化技术，文章提出了一种新的阵列检测方法。以方形试件为例，系统由超声发射接收电路、信号采集、控制电路、信号处理与显示部分组成，如图l所示。计算机是整个系统的核心，它通过控制电路把整个系统联系起来。图l检蔼系统框图探头阵列的布置如图1所示，探头的个数由所测试件的大小、测量精度、网格划分情况等因素决定。当阵列中的一个探头为发射探头时，其他探头构成接收探头

7、阵列，控制电路中的阵列开关控制探头依次作为发射探头，超声波经接收电路将信号送A册进行转换，最后在计算机中进行特征提取、降噪处理、重建，完成层析成像。．3线性插值射线追踪算法线性插值射线追踪法是程函方程有限差分法射线追踪的改进，用该算法计算旅行时和追踪射线路径比其他常规方法更为快速、精确【l】。基金项目：国家自然科学基金(tIleNationalNaturalscienceF’oundationofcllinauIIderG哪dNo．60372cr73)。作者简介：王浩全(197l一)，男，博士研究生，副教授，研究方向：精密仪器及机械。收稿口期：2908一ll～

8、ll修回口期：2009_ol～2224