Разработка алгоритмов и создание аппаратуры ультразвуковой низкочастотной томографии сложноструктурных объектов и сооружений

Показано, что для ультразвукового (УЗ) неразрушающего контроля крупногабаритных изделий из сложноструктурных материалов (из бетона, полимерных композиционных материалов, чугуна и др.) не удаётся использовать традиционные УЗ-методы, широко применяемые для контроля изделий из основного конструкционного материала - металла - из-за аномально высокого частотно-зависимого затухания УЗ-колебаний и сложной неоднородной структуры материала изделий. Из-за этого для увеличения чувствительности и обеспечения высокой разрешающей способности контроль таких изделий приходится проводить на низких частотах (порядка 100 кГц и ниже), использовать сложномодулированные сигналы (для повышения отношения сигнал/белый шум) и использовать пространственно-временную обработку сигналов (для увеличения отношения сигнал/структурный шум). Одним из вариантов пространственно-временной обработки сигналов являются впервые предложенные в МЭИ УЗ фазированные антенные решетки, а также построенные на их основе УЗ-томографы. Выполнены литературный обзор и патентный поиск существующих вариантов построения УЗ низкочастотных томографов. Приведены результаты исследований по анализу оптимальных параметров УЗ ФАР с целью повышения отношения сигнал/структурный шум. Рассмотрен созданный в МЭИ новый алгоритм работы УЗ ФАР "фокусировка на плоскость", который позволяет определять пространственные координаты обнаруженных плоскостей и обеспечивает новый алгоритмический способ повышения отношения сигнал/структурный шум. Показано, что для создания нового высокочувствительного УЗ НЧ томографа крупногабаритных изделий из сложноструктурных материалов необходима разработка программно-аппаратного многофункционального помехоустойчивого измерительного комплекса, обеспечивающего генерацию любых простых и сложномодулированных УЗ-сигналов и многочисленные варианты радиотехнической обработки сигналов.