Page 73 - 无损检测2022年第七期

李学聪,等:
基于 Cscan技术的 LNG 储罐基坑混凝土密实性检测

接触面) 的大体积混凝土结构无损检测新技术——— 2.2 Cscan检测方案
声波散射混凝土扫描成像技术( Cscan )。 Cscan法的数据采集方案主要基于散射波的特
点与数据处理技术的要求来制定, 与反射法的采集
1 Cscan技术的基本原理及特点
方案截然不同。 Cscan法需要突出混凝土内部的局
Cscan声波散射成像技术是在地震学基础上发 部异常, 重点解决每个数据近激发点下的结构特征。
展起来的新技术, 其以非均匀介质模型为基础, 借助 检波器间距和炮间距关系到结果的横向分辨率, 工
散射波对结构界面和介质波速进行成像, 实现检测 作频率关系到纵向分辨率, 因此需要采取“ 小间距、
混凝土结构的目的。对于同一种工程材料, 当其密 短排列、 高频率” 的采集方式。
实性和胶结程度不均匀时, 如存在松散、 空 鼓等情 Cscan单测线采集方式如图 3 所示, 通常使用
况, 会出现局部的弹性波阻抗异常区。这些弹性波 32道检波器拖缆, 间距为25cm 进行信号接收, 激发

阻抗异常区是散射源, 在冲击波的激励下会产生散 方式为50cm 偏移距激发, 震源检波器同步滚动, 每
射波。 Cscan技术原理如图 1 所示。弹性波阻抗差 次滚动步长为 50cm 。因为在单个数据中道数越多

异越大, 散射波能量越强。通过接收的到散射波走 越容易进行同相轴追踪, 所以使用检波器拖缆接收信
时和幅值可对异常区的位置和形态进行精细成像, 号, 进而易于方向滤波, 同样保证了排列长度 大 于
从而确定混凝土内部缺陷的位置。弹性波会在尺寸 1 / 4波长, 防止出现假频。虽然使用检波器拖缆的效
远远大于波长的弹性波阻抗差异界面形成反射, 这 率比使用独立检波器的效率高, 但需要采用隔声材料
是反应介质分层特性最直接的指标, 是物探解释的 ( 如隔音棉等) 包裹拖缆以减少干扰波的影响。
主要依据。通过定位混凝土构件的底部强反 射界
面, 可确定混凝土构件的底界面位置, 这是检测的物
理基础。声波散射成像技术已成功应用于风电塔基
础混凝土的质量检测中 [ 14 ] 。 图 3 Cscan单测线采集方式示意

3 Cscan数据处理

3.1 数据处理流程
数据处理流程为: ① 根据直达波走时, 进行时

间校正; ② 调整时间增益, 增强深部数据; ③ 进行

带通滤波, 滤除低频和高频干扰; ④ 进行方向滤波,

滤除干扰波; ⑤ 进行波速扫描, 确定混凝土构件的

波速结构; ⑥ 进行合成孔径偏移成像, 对混凝土构
图 1 Cscan技术原理示意

件内部进行成像; ⑦ 对偏移图像进行工程解释。
2 Cscan现场采集 3.2 方向滤波技术
滤波是散射数据处理中最为重要的环节之一,
2.1 Cscan混凝土检测设备
行之有效的是以下 3 种二维滤波技术: F-K 、 T-P 与
Cscan混凝土检测设备如图 2 所示。
双曲 Radon变换。其相互之间的关系如图 4 所示

图 2 Cscan混凝土检测设备 图 4 二维滤波技术及其相互关系

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2022 年 第 44 卷 第 7 期
无损检测