聚焦超聲

隨著2014年的開始，PCTE期待著引入下一代的procq設備。我們已經接受和培訓了新的Pundit PL 200PE超聲係統，超聲波脈衝速度[UPV]和脈衝回波測試。我們也將很快推出下一代的ProfoMeter覆蓋儀表。

由於我們一直在努力提高我們的知識，建築無損檢測的問題深入到這兩種超聲檢測的更先進的應用，並以UPV斷層掃描為例進行研究。對於脈衝回波，我們將回顧可以收集的不同掃描格式，以及何時以及如何應用不同的處理方法來細化數據，以獲得最簡單、最清晰的解釋。

聲波脈衝速度案例研究

超聲波脈衝速度(UPV)可用於通過牆壁和柱等結構創建層析切片。在這個案例研究中，UPV的一種變體稱為聲脈衝速度(SPV)被用來創建大壩牆的層析圖，以發現它內部的缺陷。

SPV與UPV非常相似，因為它是一種飛行時間法，但不是使用換能器作為超聲波源，而是使用衝擊器的打擊。這種打擊通常具有較低的頻率成分，使其適合較厚的元素。它還減少了耦合源和元素的需要。

使用許多SPV射線路徑構造層析圖。在計算一個射線路徑上的脈衝速度時，速度表示波在其路徑上的平均速度。然而，波本身的加速或減速取決於可變的材料性質。例如，低質量或損壞的材料可能會使波變慢。

當我們隻有一條射線路徑時，缺陷的位置是未知的。然而，通過穿過射線路徑，可以畫出波慢的地方。例如，測量脈衝速度，它比平均速度稍慢。通過測試與第一條交叉射線路徑垂直於原始射線路徑的開始、中間和結束，可以確定波在哪裏被減速(即在原始射線路徑的開始、中間或結束)。生成的圖像被稱為斷層掃描圖。

在壩體實例中，利用壩體的特性來加快這一過程。首先，用螺線管製造了一個衝擊器，螺線管可以用繩子和滑輪從牆上滾下來。其次，由於另一壩牆被淹沒，所以使用的接收器實際上是一個水聽器。大壩裏的水起到了耦合作用，因此再次使用繩索和滑輪將其降低。

設計了一個測試程序，將撞擊器和水聽器降低到多個不同的位置，形成大量交叉的射線路徑。這樣就可以建立一個全麵的層析圖。收集完所有數據後，使用一套用於生成層析圖的軟件，計算大壩牆的局部SPV，並將其轉換為覆蓋在大壩牆示意圖上的彩色編碼。

使用這張圖片，損壞的區域很容易被看到。右圖中的紅色/粉色區域代表受損區域。在牆的外側(即左側)可以看到大麵積的損壞。在內側的頂部可見局部損傷。注意到的4個人工製品是由膜中的空氣袋引起的較低的速度點，而不是由於壁的損壞。

超聲脈衝回波檢測術語

超聲脈衝回波檢測和斷層掃描為混凝土結構內部結構的缺陷定位和成像提供了許多新的可能性。在選擇合適的係統進行測試和隨後對采集數據的解釋時，理解掃描采集過程中使用的一些術語，以及對原始數據進行處理的確切影響和限製是很重要的。

a

a -掃描數據是在施加超聲脈衝後，在結構上單一位置反射的信號強度與時間的關係，這是最好的想法，表明材料何時變化，在什麼深度。a -掃描通常用於測量結構中第一反射器的距離。這可能是元件的背麵，或比這更早的空洞或分層

下圖右側是沿結構長度0.5m處拍攝的A-Scan，虛線表示了這一次掃描的確切位置。請注意，在0.15 m深度處的強反射是由點反射器引起的，在0.42 m處的第二次強反射是由線性反射器引起的，在a掃描中，這兩者是無法區分的。

快

	掃描間距的選擇 當不使用SAFT加工時，間距不應超過待定位的最小埋件直徑的一半，最好是三分之一或更少。如果間距隻有一半，則可能隻在一次掃描中出現空白，並可能與噪聲混淆。當間隔在三分之一時，在相鄰的兩次掃描中應該出現空白，使解釋更確定。

原始b -掃描數據相當於多個a -掃描的振幅圖，通常沿著結構上的一條線。如果應用了SAFT處理，應每10mm記錄一次a -掃描，或以合適的間距來定位關注的最小缺陷。

上圖顯示了b -掃描如何在換能器通過之前和之後顯示點反射器的掃描證據。這在b掃描中顯示為雙曲軌跡，還有一個由攜帶波的壓縮和張力變化引起的線模式。

原始b -掃描有利於定位線性反射器，如平板的背麵或幹淨的分層，但如果點反射器是可見的處理可以增加清晰度，提供掃描足夠接近，以應用SAFT處理。包絡處理可以與任何掃描一起使用，以刪除線條模式。

合成光圈聚焦技術

合成孔徑聚焦技術(SAFT)是處理b掃描圖像的一種方法，如前所述，b掃描圖像是由a掃描數據形成的強度圖。這一過程類似於透鏡將光線從多個方向聚焦到一個焦點。為了對b -掃描中的單個點進行此計算，整個b -掃描長度的所有a -掃描都根據它們與被處理的點的距離施加延遲，然後將這些反射的強度相加，以確定該點的總反射能量。

當此時存在真實反射器時，延遲後所有掃描都可以同時看到反射，並且在SAFT處理的b掃描中反射強烈。該圖像顯示了應用的延遲如何在淺點和深點上有所不同。

為了對每個掃描點應用SAFT，應用了相同的過程，現在點反射器將被正確地分解到一個單一的位置，點反射器側麵可見的斜率被移除，因為它們在該點的大多數求和延遲掃描中沒有出現，線性反射仍然可見，因為它們的反射強度將保持不變。

信封處理

超聲數據反映了在攜帶波的材料中壓縮和張力之間的快速變化。包絡處理對振幅進行求和，從而消除了由該信號產生的線形。右邊的圖像最好地反映了這種處理的過程及其掃描結果。

數據處理的效果

下圖為左側靠近樓板後部的分層試塊，然後在靠近樓板頂麵處設置3根鋼筋，每個處理步驟都包含了不同的效果。在每個數據步驟中，您都可以清楚地看到所有三個條、分層和後牆，但當應用處理時，清晰度會提高。