Page 18 - 《应用声学》2025年第1期

14 2025 年 1 月

波发出后被结构特征所反射回的回波中的信息进
0 引言
行检测，包含了扫描超声成像和相控阵成像等方法；
声学成像是一门通过获取和记录检测区域的 相位-幅值型技术与脉冲透射的检测原理类似，利用
声场信息，借助声学参量，重建目标区域外形或内 的是声波信号穿透目标结构后所产生的幅值和相
部可见图像的方法与技术 [1−2] 。相比于光学成像所 位的变化信息，包含了超声层析等方法；幅值映射
用的可见光，声波能够在诸如金属材料和生物组织 型技术利用声波信号与结构特征位置之间的映射
等不透明介质中传播，因此适合于对结构内部进行 关系进行成像，包含了超声显微镜等方法。然而，由
检测。其相对于 X-CT 等方法的安全性，也使得声 于近年来新的声学成像方法层出不穷，不同技术之
学成像被广泛用在医学诊断、工业无损检测和水下 间也存在交叉和融合，因此按照上述标准进行归类
探测等领域中。鉴于通常情况下检测分辨率与声波 并不容易。考虑到对于三维的待检测结构，声学成
波长密切相关，为了检测到尺寸较小的结构内部缺 像所得图像通常有厚度、水平截面和三维空间之分。
陷，波长较小的高频超声就成为了声学检测中的一 若从成像结果的维度出发，结合各声学成像方法常
种常用的工具。 用的场景对其进行归类，则不仅能解决方法分类的
自 20 世纪 20 年代 Sokolov [3] 开展初步的超声 难题，还能为不同方法之间的对比和选取提供一定
成像试验以来，检测声学成像发展至今已拥有众多 的参考，相应的分类框架如图1所示。
的类别和形式，其原理也不尽相同。按照对幅值和 本文综述了检测声学成像相关的原理和技术，
相位等声学信号特征的利用方式，声学成像技术理 基于成像结果的维度对它们进行了归类和介绍，并
论上可以分为脉冲 -回波型、相位 -幅值型和幅值映 对影响检测声学成像准确性、实时性和经济性的主
射型这三种类型 [4] ：脉冲 -回波型技术通过提取声 要因素以及相应的应对策略进行了讨论和分析。

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图 1 本文关于检测声学成像方法的分类框架
Fig. 1 Framework for categorizing acoustic inspection imaging methods