[发明专利]一种基于合成孔径聚焦成像的超声阵列混凝土检测系统

摘要

本发明涉及一种基于合成孔径聚焦成像的超声阵列混凝土检测系统，主要用于受损混凝土内部缺陷的检测。所述的一种基于合成孔径聚焦成像的超声阵列混凝土检测系统，包括：主控处理模块，超声波信号激励模块，超声信号接收模块，超声阵列换能器模块，图像显示模块。本发明所述检测系统由于采用收发一体的超声阵列换能器并结合合成孔径聚焦成像算法，因而在实际应用中避免了普通混凝土超声检测系统检测区域小、检测效率低、收发换能器位置难以对齐、检测结果不易判断的问题，在受损混凝土内部缺陷检测现场的应用中具有较高的准确性和适用性。

主权项

1.一种基于合成孔径聚焦成像的超声阵列混凝土检测系统，其特征在于，所述系统包括：主控处理模块，超声波信号激励模块，超声波信号接收模块，超声阵列换能器模块，图像显示模块；所述主控处理模块，包括RISC微处理器、信号储存模块、波包分解模块和合成孔径聚焦成像算法模块；其中，RISC微处理器用于控制高频脉冲发生器产生脉冲信号，波包分解模块用于对储存信号波包进行分解处理，在避免波包变形的同时去除大部分噪声信号，合成孔径聚焦成像算法模块用于对波包分解后的信号进行延时调整，以改善聚焦效果，提高图像信噪比；所述超声波信号激励模块，包括高频脉冲发生器、脉冲信号变压器和高频功率放大器，该模块主要用于超声信号的产生，由所述主控处理模块中的RISC微处理器控制，该模块输入端连接RISC微处理器输出端；所述超声波信号接收模块，包括信号放大模块、带通滤波模块和A/D采集模块；其中，信号放大模块用于放大接收信号增益，带通滤波模块用于过滤外界噪声信号，A/D采集模块用于把已经放大和滤波处理后的模拟信号转换成数字信号，其输出端连接主控处理模块的信号储存模块输入端；所述超声阵列换能器模块，核心是收发一体的超声阵列换能器；用于超声信号聚焦接收和发送，该模块的输入端连接超声波信号激励模块输出端，该模块的输出端连接超声信号接收模块输入端；所述图像显示模块用于显示检测得到的图像结果以及相关物理参数，该模块输入端连接主控处理模块输出端；所述一种基于合成孔径聚焦成像的超声阵列混凝土检测系统的工作过程如下：首先，通过主控处理模块中的RISC微处理器控制超声波信号激励模块中的高频脉冲发生器产生脉冲信号；所述脉冲信号经脉冲信号变压器和高频功率放大器进行能量调整后，由超声阵列换能器模块输入端进入超声阵列换能器以实现超声信号的延时聚焦；随后，将检测回波反射信号通过超声阵列换能器模块输出端传送至超声波信号接收模块，所述回波反射信号在超声波信号接收模块经过放大、滤波和A/D转换处理后成为便于储存且携带有用信息的数字信号；然后，所述数字信号依次经过信号储存模块、波包分解模块和合成孔径聚焦成像算法模块进行处理；最后，在图像显示模块中显示检测得到的图像结果以及相关物理参数。