CT断层扫描重建预应力混凝土结构算法研究.pdfVIP

工程技术 0Engir~eeringTectlnology CT断层扫描重建预应力 混凝土结构算法研究 文／零 檎 马东荚 实际上的工业cT系统，是利用康普顿散射原理，其工作原理是，射线照射到工件 随 上，由于检测器前面有准直器，所以从工件不同深层产生的散射线将到达不同的检测 到了广泛的应用。但是在应用中，存在着 器，在某一层中如果不同点存在性质差异，所产生的散射线将不同，检测测量到的数据 预应力管道压浆质量难以检测的问题。 也将不同，从而可对工件中这一层的情况做出判断。 预应力管道灌浆是否饱满，直接影响着 其主要优点有：无损检测，不破坏被检物体的安全性能和结构；射线源与探测器 预应力构建的完整性和结构强度。在实 系统置于待检物体同侧，便于对大型物体或对检测方式有特殊要求的场合进行CT检 际灌浆过程中，由于操作不当、管道堵塞 测；检测信号比较强，检测效果比较好，能清晰显示出物体内部杂质、腐蚀、空隙、裂纹 等原因，预应力管道 内经常存在灌浆不 等情况。通过先进软件算法，可定量测量缺陷特征，为正确判定物体内部结构和安全状 密实等现象，而已灌注的预应力管道的 态提供了重要依据。目前医学上所用的CT系统就是采用的这种原理。 检测，是保证预应力}昆凝土构建质量的 cT扫描技术应用于桥梁检测，其核心技术有两项，其一是康普顿散射系统，其二 重要环节。 就是选择合适的重建算法，重建结构内部的三维形状。 CT(ComputedTomography)，即 本文针对CT图像的重建算法进行讨论，以期对桥梁的三维形状进行准确的重 计算机层析成像技术或计算机断层扫描 现。 成像技术，工业CT(ICT)是计算机层析 重建算法的选择 成像技术在工业上的应用，是近年来飞 速发展的一项先进的无损检测和无损探 1917年，奥地利数学家拉东 (Radon)证明了被称为拉东 (Radon)变换的定理，为 伤技术，特别适合检测材料中的体积型 通过物体投影重建物体提供了基础算法，以此为基础推导出的投影定理，是目前图像 缺陷。由于CT图像是数字化的结果，其 重建算法的基础。目前常用的CT扫描的图像重建算法，包括变换法、级数展开法等，其 提供的尺寸和密度信息适用于复杂构件 中变换法包括傅里叶重建算法、拉东 (Radon)逆变换法、卷积反投影重建算法等。在 缺陷的定位、定性和定量检测。 图像重建过程中，变换法需要全视角范围的投影，否则重建的结果就不准确。对于桥梁 目前市场上所说的CT扫描检测仪， 检测来讲，完整图像数据的获取是相当困难的。因此不讨论变换法。 其本质是利用超声波或弹性波，通过波 对于桥梁检测这种不完全投影的数据重建三维场，可以考虑基于级数展开法的重 在混凝土中传播遇到不同的介质所发生 建算法。相对于变换法来说，级数展开法可以在重建过程中加入先验条件，例如非负 的振幅、频率等变化来判断混凝土是否 性，极值等约束条件，因此被广泛应用于三维场的重建。 存在缺陷。但是在实际操作过程中，由于 级数展开法重建 混凝土是由水泥浆、孔隙以及波纹管和 预应力钢筋等多种材料组成的复合型材 相对于变换法，级数展开法最大的区别在于：级数展开法在开始时就给定一组基 料，内部结构复杂，是多相的凝聚体，因 函数(亦称为生成函数)，利用基函数的先行组合来逼近重建结果函数_，r ， ；而变 此弹性波极易受到各种干扰，检测的结 换法重建则是在重建过程的最后一步利用离散算子代替积分重建结果。 果容易存在较大的误差 为了重建三维场，先将重建区域进行网格化，x方向等分为 格， 方向等分 1l8Illa611S1201208 万方数据 责