Page 141 - 2025年第56卷第10期

16 个子列全部接收，形成原始全聚焦数据。为了避免数值频散，采样间隔设置为 5×10 s，最大网格
-7
尺寸为 2 mm。设置裂缝长度为 60 mm，倾斜裂缝中心位置坐标为（340，150）。

图 5 检测模型

3.3 数据处理 本文的平面波成像数据通过对 表 1 材料参数
全矩阵数据后处理生成。首先对全矩阵时域数 材料 纵波波速/（m/s） 横波波速/（m/s） 密度/（kg/m ）
3
据 K（t）进行傅里叶变换，生成频域数据 K（ω）， 骨料 4300 2475 2610
然后对频域数据施加相应延时，得到单角度频 砂浆 3950 2250 2050
域数据 T（ω）。τ 为信号的延时时间，τ 为 τ 中
α
n
α
α
的元素，N 为阵元数量，j 为虚数单位，V 为混凝土纵波波速，α 为平面波偏转角度， n 为阵元编号（1≤
p
n≤N），d 为阵元间距，ω 为频率。最后转换到时间域 T（t），计算公式如下：
α
（26）
τ n = (( nd sin α) - min( nd sin α)) /V p
T α( ω) = K( ω) exp( - jωτ α) （27）
+∞
1 jωt
T α (t) = ∫ T α ( ω)e dω （28）
2π
-∞
3.4 检测方法分析及验证 以倾斜角度 15°，长度为 60 mm 的裂缝为例，分别采用传统复合平面波
成 像 以 及 本 文 提 出 的 角 度 修 正 复 合 平 面 波 成 像 方 法 进 行 详 细 研 究 ， 其 余 角 度 裂 缝 直 接 给 出 检 测
结果。
3.4.1 传统复合平面波成像 通过 2.1 节的方法进行传统复合平面波成像，角度扫描范围-30° ~ 30°，
扫描间距为 1°，扫描 61 次。预测裂缝位置与实际位置基本吻合，生成的超声图像如图 6 所示。

图 6 传统复合平面波成像方法 15°倾斜裂缝检测结果

由于雷克子波有三个周期，因此会在检测裂缝上、下位置产生强度较弱的伪像。时域信号的带宽
会使检测裂缝具有一定像素宽度。
分别采用 2.2.1 节中的三种直线拟合方法对传统复合平面波成像的检测裂缝进行角度识别，如下
图 7 所示。PCA、线性拟合方法识别的裂缝倾斜角度接近，分别为 7.8°以及 7.5°，与实际裂缝倾斜角度

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