超声SH导波合成孔径聚焦成像技术在大尺度结构检测中的应用

本文主要探讨了基于合成孔径聚焦的超声SH导波成像检测技术在解决平板检测中分辨率随检测距离增加而下降问题的应用。论文标题《基于合成孔径聚焦的超声SH导波成像检测》发表于2011年的清华大学学报(自然科学版)，由朱新杰、韩赞东等人合作完成。研究者针对工业在役大尺度结构板材的缺陷检测需求，构建了一个16通道的超声SH导波成像实验系统。 SH导波是指在材料中传播的一种特定类型的弹性波，它在水平方向产生剪切效应。作者利用这种波的特性，通过合成孔径聚焦原理，能够在远距离下提高图像的分辨率。合成孔径聚焦是通过接收来自不同位置的信号，将其组合成一个焦点，从而在空间上集中能量，增强信号的强度，减少因距离增加带来的衰减和模糊。 论文的核心内容包括以下几个方面： 1. **原理与方法**： - 应用了合成孔径原理，通过阵列信号的时频域分析，揭示了声波与缺陷之间的相互作用机制，这有助于理解缺陷对SH导波的影响以及如何准确地探测它们。 2. **实验系统**： - 建立了16通道的超声SH导波成像系统，每个通道独立发送和接收信号，然后通过信号处理合并为高分辨率的图像。 3. **算法讨论**： - 文章深入探讨了SH导波合成孔径聚焦成像算法，即如何有效地处理和解析多通道数据，以实现精确的缺陷定位和成像。 4. **成果与应用**： - 结果显示，这种方法可以有效地检测到2米以上距离、尺寸当量大于5毫米的缺陷，这对于工业中的大尺度结构板材检测和结构健康监测具有重要意义。 5. **关键词与分类**： - 关键词包括合成孔径聚焦、超声水平剪切导波和成像检测，这些词汇体现了研究的主要内容和技术领域。 这篇文章提供了一种有效的解决方案，不仅提升了超声SH导波成像在远距离检测中的分辨率，也为大尺度结构的在线监测和维护提供了科学依据和技术支持。这项研究对推进工业界的缺陷检测技术和结构健康评估具有实际价值。