Проверять бетонные конструкции изнутри, не разрушая их, — одна из ключевых задач инженерной диагностики. Чаще всего для этого используют ультразвук, по принципу похожий на медицинское УЗИ. Однако бетон состоит из камня, песка, глины, мела и других включений, которые по-разному поглощают и рассеивают звук. В результате ультразвуковые волны быстро ослабевают, а изображение внутренних дефектов теряет четкость.
Исследователи из Университета Тохоку, Национальной лаборатории Лос-Аламоса и Техасского университета A&M предложили способ обойти это ограничение и опубликовали работу в журнале Applied Physics Letters издательства AIP Publishing. Команда разработала трехмерную систему ультразвуковой визуализации, которая автоматически подстраивается под состав конкретной бетонной конструкции.
Вместо работы на одной выбранной частоте система использует сразу широкий диапазон ультразвуковых волн. Поскольку бетон отфильтровывает определенные частоты, лазерный доплеровский виброметр просто улавливает оставшиеся частоты. В отличие от обычных систем, не нужно менять преобразователи или предварительно регулировать частоту. Система адаптируется автоматически.
Волны, выходящие из бетона, обрабатываются с помощью алгоритмов визуализации, разработанных командой в предыдущих работах и специально адаптированных для широкополосных ультразвуковых данных. В результате получается трехмерное изображение дефекта и его местоположения в бетоне с высоким разрешением.
Это позволяет более эффективно планировать ремонт. Метод дает четкую трехмерную карту внутренних повреждений, которую можно использовать для принятия решений по техническому обслуживанию и ремонту.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что пермские ученые нашли способ удешевить строительство на 30%.
