本文選題：混凝土　切入點：質量檢測　出處：《華北水利水電大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：在目前的水利工程質量檢測中,水工構筑物缺陷的檢測主要使用超聲法,如混凝土裂縫深度檢測、混凝土強度檢測等。隨著水利工程設計要求的提高和建設規(guī)模的加大,深遠距離的超聲檢測所占比重越來越大。大功率的聲學震源(電火花、空氣槍)雖然能夠增加探測距離,但分辨率較低,且具有一定程度的破壞性,限制了其在水利工程質量檢測中的應用。聲學編碼信號是近年來在醫(yī)用超聲領域研究較多的新方法,該方法探測距離較遠,在一定程度上可以提高分辨率。聲學編碼信號應用于超聲檢測與成像和傳統(tǒng)脈沖回波成像的不同之處體現(xiàn)在兩個方面:其一,在發(fā)射端采用調制編碼激勵,發(fā)送經過調制的大時寬T、大帶寬B信號,即編碼激勵;其二,在接收端通過相應的解碼,獲得與信號帶寬的倒數(shù)1/B相對應的窄脈沖信號,即解碼處理。解碼得到高信噪比的目標回波信號,從而提高分辨率。將聲學編碼信號引入到影響混凝土質量的結構缺陷檢測中,首先用實驗分析了換能器帶寬對接收信號壓縮效果的影響。實驗結果證明換能器的有限帶寬限制了任意時帶積信號的激發(fā)。為激發(fā)較大能量的線性調頻(LFM)信號,在激勵端要結合換能器的響應特征設計LFM信號。然后,利用有限差分方法計算了含缺陷的混凝土模型波場特征。計算結果表明,LFM信號能夠提高信號能量,并提高信噪比和分辨率。最后,利用聲學編碼信號對制作的混凝土缺陷模型進行檢測。檢測結果表明采用聲學編碼信號進行檢測時,回波信號經過脈沖壓縮后能夠得到主瓣較窄、幅值較高的缺陷反射信號。實驗以線性調頻信號檢測為主,同時使用Barker信號對模型進行檢測,檢測結果充分說明了聲學編碼信號應用于混凝土質量檢測的可行性。理論分析和實驗結果均證明利用聲學編碼信號檢測混凝土質量具備一定的技術優(yōu)勢,期望該技術應用于水利工程質量檢測。
[Abstract]:In the current water conservancy engineering quality inspection, the hydraulic structure defect detection mainly uses the ultrasonic method, such as the concrete crack depth detection, the concrete strength detection and so on, along with the water conservancy engineering design request enhancement and the construction scale increasing, The proportion of deep range ultrasonic detection is increasing. The high power acoustic source (electric spark, air gun) can increase the detection distance, but the resolution is lower, and it is destructive to a certain extent. The acoustic coded signal is a new method which has been studied in the field of medical ultrasound in recent years. To a certain extent, the resolution can be improved. The difference between ultrasonic detection and imaging and traditional pulse echo imaging is reflected in two aspects: first, modulation coding excitation is adopted at the transmitter. Transmitting modulated signals of large time width T, large bandwidth B, that is, encoding excitation; second, obtaining a narrow pulse signal corresponding to the reciprocal 1 / 2 B of the signal bandwidth through the corresponding decoding at the receiving end. That is decoding. Decoding the target echo signal with high signal-to-noise ratio (SNR) to improve the resolution. The acoustic coded signal is introduced into the structural defect detection which affects the quality of concrete. Firstly, the influence of transducer bandwidth on the compression effect of received signal is analyzed experimentally. The experimental results show that the limited bandwidth of the transducer limits the excitation of the band product signal at any time. At the excitation end, the LFM signal should be designed in combination with the response characteristics of the transducer. Then, the wave field characteristics of the concrete model with defects are calculated by using the finite difference method. The results show that the signal can improve the signal energy. Finally, the acoustic coding signal is used to detect the concrete defect model. The detection results show that the acoustic coded signal is used to detect the concrete defect model. When the echo signal is compressed by pulse, the defect reflection signal with narrower main lobe and higher amplitude can be obtained. In the experiment, the linear frequency modulation (LFM) signal is the main detection method, and the Barker signal is used to detect the model. The results show that it is feasible to apply acoustic coded signals to concrete quality detection. Both theoretical analysis and experimental results show that the use of acoustic coded signals to detect concrete quality has certain technical advantages. It is expected that this technology will be applied to water conservancy engineering quality inspection.
【學位授予單位】：華北水利水電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TV544

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本文編號：1620896