Page 183 - 公路工程检测技术及施工管理

第五章 桥梁水下结构检测

时，其透明度仅为空气中的1/1000，水下环境照度通常小于0.1lx，水下图像的拍
摄属于典型的微光成像技术。微光成像的基本原理是通过光电效应把微弱的光
信号转化为电信号，采取电场加速电子或者用微通道板使电子数量倍增的方法，

达到信号增益的效果，让人能够辨识较暗环境中的物体。目前，微光成像系统基
本上均采用固体阵列扫描式光敏成像器件CCD（Charge Coupled Devices），而
根据其前端耦合的增强器的不同，微观成像技术可分为ICCD（像增强CCD）、
EBCCD（电子轰击CCD）等。

2.声学成像技术
声学成像技术就是利用主动发声设备发射声波，通过计算机处理接收器所接
收的声波中所携带的空间中物体信息，使之形成一维或多维图像并通过显示设备
为人们识别和使用的技术。用于水下构件状况检测的需要为较高精度的三维成像

声呐，其技术路线主要为两种：一种是采用一维线阵，通过其机械平移合成二维
面阵，将机械扫描各位置获取的二维数据用计算机合成三维图像；第二种是直接
采用二维面阵，从而在水平、垂直、距离三个方向上直接获得分辨率，通常是先
形成二维序列图像，然后进行计算机三维合成的方法。

美国Reson公司开发的新一代数字声呐SeaBat8125是第一种类型的代表，其
特点是阵型简单，阵元数和电子通道数少，因而硬件复杂度小，但是成像速度
慢，合成图像的精度较差。
第二种类型的代表为Echoscope系列三维声呐。Echoscope采用了面阵因而阵

元数和相应的电子通道数以平方的数目增加，使硬件复杂度大大增加。它通过
预成多波束进行三维声成像，能够在一次声波发射后，获取目标的垂直、水平信
息，在距离上形成一系列切片图像，然后进行三维重建，得到目标的三维表示。
Echoscope有3个可供选择的频率，基阵形式为40×40，成像范围为1~100m，可

以获得1cm的距离分辨率。
（五）适用性分析
水下摄影法只适合深度不大，且水质清澈的水下桩基检测。优点是直观地反
映出病害的各种信息；缺点是限制较多，如水流湍急处或水质浑浊处，深水处等

皆不适合。水下机器人法的优点在于续航能力强，无需太多前期准备工作，且下
潜深度可以很大；缺点是只适合水质较为清澈的水域。水下成像法优点是能克服
水质浑浊区域的成像问题，且可探测深水桩基表面缺陷，根据成像原理不同，分

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