这篇文章是我们独家报道的一部分IEEE Journal Watch系列与IEEE Xplore合作。
世界各地的许多人每天都会不假思索地跨越桥梁，但工程师们正在幕后进行一系列测试，以确保桥梁安全。为了支持这些努力，中国的一组研究人员发明了一种新的雷达装置，可以穿透桥梁的混凝土，创建其内部的3D图像。这项新技术能够重建真实世界桥梁的详细内部图像，在学习于5月9日出版IEEE传感器杂志.
目前，有几种桥梁检测技术用于评估和监测桥梁结构的状况，包括目视检测、超声波检测、红外热成像、航空检测和雷达。
雷达是对桥梁进行无创检测的一种特别好的方法，电磁信号可以直接指向桥梁。“这些脉冲穿透表面，并在遇到材料密度变化时反弹，如桥梁钢筋混凝土中的缺陷或空隙，”中国电波传播研究所和博士生西安交通大学.
然而，当使用该技术探测钢筋混凝土内部时，存在一些挑战。由于桥梁中存在钢筋网，低频雷达可能无法有效穿透钢筋网并检测其下方的缺陷。
为了克服这些挑战，施和他的同事们试图开发一种新型的3D探地雷达设备，该设备的工作频率为1.3千兆赫。它发射出的雷达信号在大角度范围内发出。尽管这种方法会产生背景噪音和散射的回波信号，但研究人员的数据分析软件包会将回波信号转换为潜伏在钢网后面的缺陷的3D图像。
这个原型3D探地雷达系统使用复杂的软件来发现埋藏在混凝土中的潜在桥梁缺陷。施兴华等人/IEEE
接下来，研究人员在实验室中使用一块已知缺陷的钢筋混凝土板测试了他们的设备，该系统检测到了这些缺陷。“我们的系统可以生成地下结构的详细图像，使工程师能够直观地看到钢筋混凝土中的缺陷、空洞和其他异常现象，”石说，并指出，当他的团队继续在使用预应力混凝土T梁的实桥上测试该设备时，其检测缺陷的能力“非常出色”
尽管大桥的混凝土结构中有钢筋网，但石和他的同事们开发的系统通过一个具有实时成像功能的便携式设备生成了深度达60厘米的3D图像。
Shi还指出，解读团队设备中的数据仍然需要高水平的专业知识。他说：“识别和区分雷达图像中不同类型的异常可能是一项挑战。”。“虽然3D成像可以提供钢筋的更直观可视化，但其他异常可能需要仔细的人工判断才能识别。”
因此，他希望在未来的工作中使用深度学习来分析图像并提供缺陷的自动分类。
他说：“钢筋混凝土是桥梁结构的基石，在确保其质量和安全方面发挥着关键作用。必须引进新的、方便的、高效的和准确的无损检测技术和设备，以识别桥梁钢筋混凝土构件的缺陷和弱点。”。
