CN102007402B - 利用背散射波成像异常部分 - Google Patents
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Abstract
用于生成异常部分的图像的方法可以包括由多个传感器中的每一个生成进入被评价的结构内的脉冲波以及收集由脉冲波碰撞异常部分引起的散射波数据。该散射波数据可以由生成该脉冲波的相同传感器或由不同传感器收集。本方法也可以包括识别背散射波数据，其来自异常部分相对于收集散射波数据的传感器位置的远端边缘或边界。本方法也可以额外包括处理来自收集散射波数据的每个传感器的背散射波数据以生成异常部分的二维图像。本方法还可以包括显示异常部分的二维图像。
Description
技术领域
本公开涉及结构内异常部分的探测，诸如飞行器或其他结构，并且更特别地涉及用于探测诸如分层或其他缺陷等异常部分并且利用背散射波生成异常部分图像的方法和系统。
背景技术
近来，轻型复合材料和设计在航空航天工业中被更广泛地应用于商用飞行器和其他航空航天器，同时也被应用于其他工业中。应用这些复合材料的结构可以借助多重层片或多层材料形成，所述多重层片或多层材料可以被层压在一起以形成轻型、高强度结构。与传统材料相似，这些结构可以承受极端应力，如航空航天器的飞行操作或其他操作期间产生的应力或由碰撞或其他原因引起的损坏。由于这些应力或碰撞的原因，材料的多重层片可以分离或形成分层。随着新兴及传统材料正在以更为优化的方式进行设计，航空航天工业中也就存在以更高效率快速识别并维持所有结构的需求，从而改善分配可靠性并提高飞行器和其他类似昂贵设备的实际使用性能。这样，就存在使用永久连接的压电执行器/传感器对片状结构中的损坏或分层进行形象化处理的需求。然而，由于对基于先前训练数据的经验化成像处理的严重依赖以及对与响应于真实损坏信息的复杂信号直接相关的简单而稳定的演算(interpretation)技术的缺乏，这样的努力未能成功地证明真实飞行器结构上实际实施的可行性。现有的成像技术只是生成了损坏的定性的图像，这种图像不直接涉及真实损坏的大小或轮廓。因此，需要稳定的成像技术，这种技术能够生成与传统非破坏性评价方法生成的图像等价的损坏的真实图像，所述传统非破坏性评价方法包括例如C-扫描，x-射线或相似的评价技术。US2005/0068041A1公开了一种非破坏性的超声测试仪器，该仪器用于检测和可视化对测试区域的损坏并且使测试区域处于不均匀的超声波中。US2007/0017297A1公开了一种用于识别结构中的缺陷的装配、系统和方法。所述装配包括金属或复合材料的结构，并且一种柔性板材位于与所述结构相邻。所述装配还包括固定到柔性板的多个非破坏性的传感器以及可用于碰撞所述柔性板或靠近所述柔性板以在所述结构的表面内并沿所述表面生成应力波的机构。
发明内容
在本发明的第一方面中，提供了如所附权利要求中的权利要求1限定的用于生成异常部分图像的方法。
在本发明的第二方面中，提供了如权利要求8限定的系统。
根据本公开的一实施例，用于生成异常部分图像的方法可以包括生成进入由多个传感器中的每一个评价的结构内的脉冲波以及收集由脉冲波碰撞异常部分所引起的散射波数据。该散射波数据可以由生成该脉冲波的相同传感器收集或由不同的传感器收集。该方法也可以包括识别背散射波数据，该背散射波数据来自相对于收集散射波数据的传感器位置的异常部分远端边缘或边界。该方法可以额外包括处理来自收集散射波数据的每一个传感器的背散射波数据，从而生成异常部分的二维图像。该方法可以进一步包括显示异常部分的二维图像。
根据本公开的另一个实施例，用于生成异常部分的图像的方法可以包括生成进入由多个传感器中的每一个评价的结构内的脉冲波，所述传感器被定位于被评价的结构的一部分上的预定位置。该方法也可以包括收集由脉冲波碰撞异常部分所引起的散射波数据。该散射波数据可以由生成该脉冲波的相同传感器或由不同的传感器收集。该方法也可以包括识别背散射波数据，该背散射波数据来自相对于收集散射波数据的传感器位置的异常部分远端边缘或边界。该方法可以额外包括处理来自收集散射波数据的每一个传感器的背散射波数据，从而生成被评价的结构中异常部分的二维图像。处理背散射波数据可以包括叠加来自收集散射波数据的每一个传感器的背散射波数据。异常部分的轮廓对应于最多重合的背散射波数据的区域，该区域相对于被评价的结构的二维图像中的其他区域存在视觉上的差异。该方法可以进一步包括显示异常部分的二维图像。
根据本公开的另一个实施例，用于生成异常部分的图像的系统可以包括多个装置。每个装置都可以生成进入被评价的结构内的脉冲波并且可以收集由至少部分地被异常部分反射的脉冲波的能量引起的散射波数据。该系统也可以包括结构健康监控部件，用于生成由背散射波数据评价的结构中的异常部分的二维图像，所述背散射波数据来自相对于收集散射波数据的装置的位置的异常部分的远端边缘。
根据本公开的另一个实施例，用于生成异常部分的图像的系统可以包括多个执行器。每个执行器都可以被定位在被评价的结构的一部分上的预定位置。每个执行器都可以生成进入结构内的脉冲波。多个传感器可以各自被定位在被评价的结构的一部分上所选择的位置。每个传感器都可以收集由至少部分地被异常部分反射的脉冲波的能量引起的散射波数据。该系统也可以包括结构健康监控部件，用于识别背散射波数据，所述背散射波数据来自相对于收集散射波数据的传感器的异常部分的远端边缘。该结构健康监控部件也可以处理来自收集散射波数据的每个传感器的背散射波数据，从而生成异常部分的二维图像。该系统可以进一步包括用于显示异常部分的二维图像的输出装置。
如仅由权利要求限定的，基于结合附图阅读本公开下述非限制性的详细说明，本公开的其他方面和特征将对本领域普通技术人员变得显然。
附图说明
图1为根据本公开实施例用于生成结构中异常部分的图像的方法的一个示例的流程图。
图2为根据本公开实施例用于生成结构中异常部分的图像的示例性系统的框图。
图3为根据本公开实施例用于生成结构中异常部分的图像的波形的示意图。
图4A-4E显示了根据本公开实施例利用一发一收(pitch-catch)配置生成结构中异常部分的图像的一个示例。
图5显示了根据本公开实施例利用脉冲回波或自感配置生成结构中异常部分的图像的一个示例。
具体实施方式
下文对于各实施例的详细说明参照各附图，这些附图显示了本公开的各具体实施例。具有不同的结构和操作的其他实施例不背离本公开的范围。
图1为根据本公开一实施例用于生成结构中异常部分的图像的方法100的一个示例的流程图。在方框102中，脉冲波、拉姆(lamb)波或类似信号可以被生成并被导入被监控或评价的结构内。由于拉姆波与纵波类似且包括压缩部分和稀疏部分，但其被传输进入的结构的表面束缚，从而引起波导效应，所以拉姆波可以被用于探测和确定异常部分的大小。对于更简单且更鲁棒的成像处理，单一模式的拉姆波或类似的脉冲波(即a0基本非对称模式或s0基本对称模式)可以被射入结构内。
同样参照图2，图2为根据本公开一实施例用于生成结构204中异常部分202的图像的示例性系统200的框图。结构健康监控部件206可以被用来生成脉冲波。如图2中箭头210所示，多个传感器或执行器208均可以生成、传递或引导脉冲波进入被监控的结构204或对象内。如本文中更为详细地描述，由脉冲波210碰撞异常部分202所引起的散射波数据的至少一些部分可以由生成该脉冲波的相同传感器208或由不同的传感器218收集。该结构健康监控部件206可以是拉姆波发生器或收发器，或能够发送和接收用于本文中所述结构健康监控的信号的数据采集部件，或类似的装置。
根据本公开的另一个实施例，传感器208可以是组合执行器和传感器，其用于生成脉冲波并由生成该脉冲波的同一执行器-传感器接收散射波数据。所述执行器或组合执行器-传感器208可以是机电执行器/传感器，它能够生成或引导例如拉姆波或类似的信号或波等用于结构健康监控的信号进入结构204内。执行器或组合执行器-传感器208的示例可以是可连接到结构204的压电执行器/传感器或类似装置。
结构204或对象可以由复合材料或类似材料的多重层片或分层212构成。结构204或对象可以是交通工具(如航天飞行器、陆地车辆船只)、土木结构(如桥梁、建筑物或其他结构)或被期望监控结构健康或状况的任意对象。
再次参照图1，在方框104中，用于结构204的基线波数据可以在没有任何异常部分的情况下被收集。基线波数据可以在结构204或对象被投入使用之前或在结构204上启用结构健康监控程序之前的某些时间点上被收集。
同样在方框104中，新数据可以在收集基线波数据之后通过新脉冲波210的生成而被收集。由脉冲波210碰撞如图2示例中的异常部分202或分层等异常部分引起的散射波数据可以被收集。具有足够短波长的拉姆波碰撞如与结构204类似的多层结构中的分层部分等异常部分将导致波散射。该波散射导致复杂的响应，该响应要求本文中所述的处理以生成图像。撞击波的波长能够以被探测的损坏部分大小的范围为依据进行调整。例如，在大约0.4英寸至大约0.8英寸的波长范围可以探测直径或线性尺寸为大约0.5英寸至大约2英寸的异常部分。通过FEM(有限元方法)的数值模拟和其他测试已经证实分层部分周围绝大部分的散射波可以是背散射波或自分层部分相对于收集背散射波数据的传感器的位置或定位的背部或远端边缘或边界所散射的波。如参照图2所述，由于波由异常部分202或分层部分的内侧向异常部分202区域的外侧运动，所以背散射波214可以是较之正散射波216更强的散射波。虽然可能主要对背散射波数据感兴趣，但正散射波数据216和背散射波数据214两者都可以被收集。如果执行器-传感器208是自感的，则背散射波数据214或脉冲可以被组合执行器-传感器208收集。背散射波数据214或脉冲也可以被与被生成脉冲波的传感器208或执行器不同的传感器218收集。传感器218能够接收散射波数据或脉冲以及将所接收或所收集的散射波数据发送到用于分析的结构健康监控部件206并生成异常部分202的二维图像。传感器218也可以是机电装置，如压电传感器或能够感测正散射波216和背散射波214的类似装置。
系统200可以包括不具备感测能力的执行器208和传感器218，这种情况可以被称为一发一收配置或一发一收执行器/传感器并且可以按一发一收模式操作。执行器208可以将脉冲波210发送或发射到结构204内，并且传感器218可以接收或捕获至少部分来自异常部分202的背散射波数据214和正散射波数据216。用来生成二维图像的操作的一发一收配置或一发一收模式的示例将参照图4A-4E得到更为详细的说明。
可替换地，如上文所述，装置208和218都可以是既用于发送脉冲波210又用于接收背散射波数据214和正散射波数据216的组合执行器和传感器装置。装置208和218将所收集的数据发送到结构健康监控部件206以识别背散射波数据214并生成异常部分202的二维图像。此设置可以被称为脉冲回波设置或脉冲回波执行器/传感器而且可以按脉冲回波模式或自感模式进行操作。操作的脉冲回波配置或脉冲回波模式的一个示例将参照图5得到更为详细的说明。
多个一发一收执行器/传感器或脉冲回波执行器/传感器208和218的任意组合可以被定位在被评价的结构204上的预定位置以生成异常部分202的二维图像。组合执行器和传感器装置也可以按一发一收模式操作。需要多个自感传感器208或一发一收执行器和传感器208和218以生成异常部分202的二维图像。
在方框106中，波或信号在结构204中的传播速度可以被测量或使用基线波数据校准。图3显示了基线波形300的示例。图3还显示了说明异常部分探测的波形302以及说明正散射波数据306和背散射波数据308的波形304的示例。如图3中所示，在与图2中所示类似的组合结构或多层结构中典型的损坏或异常部分的情况下，背散射波308展示出比正散射波306更大的振幅。如本文中所述，所述波的校准后的传播速度可以用于由背散射波数据214生成二维图像。
在方框108中，可以使用所收集的用于结构204的基线波数据而对正散射波数据214和背散射波数据216执行信号处理。异常部分202所引发的散射波214和216能够通过减去来自原始(基线)波数据的后损坏数据而被从任意其他波中分离或区分出来，任意其他波例如为直接由执行器208发送给传感器218的波和/或其他可能的由存在于结构204中的任意结构边界或其他特征反射的波。
在方框110中，背散射波216和正散射波214可以被区分或分开地识别。背散射波216和正散射波214可以使用振幅对比而被区分或识别(即在与图3中所示类似的复合结构中的异常部分的情况下，背散射波展示出比正散射波大得多的振幅)。背散射波216和正散射波214也可以使用以信号的渡越时间分析为依据的模式分隔、噪声消除或其他已知的信号处理技术而被区分或识别。
在方框112中，结构204被评价的部分中异常部分的二维图像可以由背散射波数据214生成。如本文中更为详细的描述，异常部分区域或区域轮廓可以是通过来自每个传感器208和218或执行器传感器组合的背散射波的重合或叠加而与所述结构被评价的部分的其他区域形成最高对比度的区域。使用方框106中确定的基线数据所确定的校准后的传播速度可以生成该二维图像。源自FEM或分析模型114的波传播速度也可以被用作生成二维图像的输入。
在本公开另一个实施例中，分层或异常部分的大小可以基于背散射波数据214和正散射波数据216到达传感器208和218的时间差或波的渡越时间(TOF)并且基于结构204中校准后的波的传播速度而被估计。TOF可以被定义为从当信号或波被发送到正和背散射波被分别接收时的时间。基于背散射波的测量后的渡越时间信息(TOFb)，正散射波的测量后的渡越时间信息(TOFf)以及结构内校准后的速度Vg而针对不同执行器/传感器配置估计损坏大小的示例在2007年5月16日提交的名为“METHODANDSYSTEMFORDETECTINGANANOMALLYANDDETERMININGITSSIZE”的美国第11/749,539号申请中被更为详细地说明，该申请被转让给与本公开相同的受让人，是本申请的原申请。
在方框116中，任意分层或异常部分的二维图像可以通过屏显、打印或其他方式呈现给用户。呈现分层或其他异常部分的二维图像的示例将参照图4A-4D和图5进行说明。图4A-4D显示了按一发一收模式操作的示例，与上文所述类似，其中生成多种大致为椭圆形的执行器-传感器脉冲波路径以产生异常部分的二维图像。图5显示了按脉冲回波模式操作的示例，与上文所述类似，其中生成多种大致为环形的脉冲回波脉冲波路径以产生异常部分的二维图像。
再次参照图2，分层或其他异常部分的二维图像可以被呈现在用户接口220(图2)上，如显示器。用户接口220也可以包括键盘、计算机指示装置、打印机或用于与结构健康监控部件206交互并控制其操作的其他装置。
结构健康监控部件206可以包括数据存储元件222以储存基线波数据和用于分析背散射波数据214和正散射波数据216的任意其他数据。结构健康监控部件206也可以包括模块224以生成本文中所述分层或异常部分的二维图像。方法100所用的各元件可以被包含在模块224内并由此被执行。
结构健康监控部件206也可以包括用来估计本文中所述的分层或异常部分的大小、形状和位置的模块。
图4A-4E显示了使用根据本公开一实施例的一发一收配置来生成结构中异常部分402的图像400的示例。与上文所述类似，在操作的一发一收配置或模式中，多个传感器404中选择的传感器可以是执行器或在一些测试条件下预置为执行器的功能。所述执行器可以在不同时间分别生成进入被评价的结构内的分离的脉冲波。如前文所述，该脉冲波可以是拉姆波。
从多个传感器404中选择的其他传感器可以收集散射波数据，该散射波数据由执行器传感器404生成的脉冲波引起，该脉冲波被所评价的结构的异常部分或其他特征散射。执行器和传感器404中的每一个都可以被配对以生成各自的执行器-传感器波路径406a-406d。按操作的一发一收模式中，执行器-传感器波路径406a-406d可以大致是图4A-4D中所示的椭圆形。每个执行器-传感器脉冲波路径406a-406d的形状可以由作为波传播角度以及背散射波测量后的渡越时间的函数的波速特性曲线(profile)确定。如图4A-4D中所示，执行器-传感器波路径406a-406d中的每一个都可以在被评价的结构的所述部分上相互叠加以生成异常部分的二维图像。如图4D和4E中所示，异常部分402的轮廓与椭圆形脉冲波路径重合程度最高的背散射波数据的区域相对应。此区域相对于被评价的结构的图像的其他部分或区域将呈现出如图4E中所示的视觉对比。异常部分的图像或轮廓的分辨率可以通过增加围绕异常部分的额外的一发一收波路径而被提高。
图5显示了根据本公开一实施例利用脉冲回波或自感配置生成结构中异常部分502的图像500的示例。与前文所述类似，在脉冲回波或自感配置或模式中，多个传感器504中的每个传感器504生成单独的脉冲波或拉姆波。生成所述脉冲波的相同传感器504收集由脉冲波碰撞结构中任意异常部分或其他特征所产生的散射波数据。在脉冲回波模式中，每个传感器504生成如图5中所示的大致是环形的脉冲回波波路径506a-506d，从而基于任意背散射波的渡越时间生成任意异常部分的二维图像500。每个脉冲回波波路径506a-506d的形状可以由作为波传播角度以及背散射波测量后的渡越时间的函数的波速特性曲线确定。脉冲回波波路径506a-506d在被评价的结构的所述部分上相互重合或叠加以生成任意异常部分502的轮廓508或二维图像。如图5中所示，异常部分502的轮廓508与环形脉冲波路径506a-506d重合程度最高的背散射波数据的区域相对应。此区域相对于被评价的结构的图像的其他部分或区域将呈现出如图5中所示的视觉对比。与一发一收配置类似，可用于围绕任意异常部分的脉冲回波波路径越多，异常部分的图像或轮廓的分辨率越好。如果系统能够具有一发一收和脉冲回波两种配置，则所有一发一收和脉冲回波路径都能够通过相同步骤得以相互结合和叠加。本公开也可以包括具有可以永久或临时连接到所述结构的分布式发射器和传感器的结构健康监控系统。
额外的实施例可以请求保护如下：
A12.用于生成异常部分的图像的方法，包括：由定位于被评价的结构的一部分上的预定位置处的多个传感器中的每一个生成进入所述被评价的结构内的脉冲波；收集由所述脉冲波碰撞异常部分所引起的散射波数据，其中散射波数据由生成该脉冲波的相同传感器或不同传感器收集；识别来自异常部分相对于收集散射波数据的传感器位置的远端边缘的背散射波数据；处理来自收集散射波数据的每个传感器的背散射波数据，从而生成被评价的所述结构中异常部分的二维图像，其中处理背散射波数据包括叠加来自收集散射波数据的每个传感器的背散射波数据，其中异常部分的轮廓与重合程度最高的背散射波数据的区域相对应，该区域相对于被评价的结构的二维图像中的其他部分呈现出视觉对比；以及呈现所述异常部分的二维图像。
A13.根据权利要求A12所述的方法，还包括按一发一收配置操作，其中从多个传感器中选择的传感器是执行器，每个执行器生成分离的脉冲波，并且从多个传感器中选择的其他传感器收集散射波数据，每个执行器-传感器对限定执行器-传感器脉冲波路径。
A14.根据权利要求A13所述的方法，还包括生成大致为椭圆形的多个执行器-传感器脉冲波路径以基于背散射波的渡越时间生成异常部分的二维图像，以及使执行器-传感器脉冲波路径在被评价的结构的一部分上相互叠加以生成异常部分的二维图像，其中每个执行器-传感器脉冲波路径的形状由作为波传播角度以及背散射波的测量后的渡越时间的函数的波速特性曲线确定。
A15.根据权利要求A12所述的方法，还包括按脉冲回波或自感配置操作，其中多个传感器中的每一个都生成独立的脉冲波，并且相同的传感器收集背散射波数据以限定脉冲回波路径。
A16.根据权利要求A15所述的方法，还包括生成大致为环形的多个脉冲回波波路径以基于背散射波的渡越时间生成异常部分的二维图像，以及使脉冲回波路径在被评价的结构的一部分上相互叠加以生成异常部分的二维图像，其中每个脉冲回波路径的形状由作为波传播角度以及背散射波的测量后的渡越时间的函数的波速特性曲线确定。
A24.用于生成异常部分的图像的系统，包括：多个执行器，每个执行器都被定位于被评价的结构一部分上的预定位置处，并且每个执行器用于生成进入结构内的脉冲波；多个传感器，每个传感器被定位于被评价的结构的所述部分上的选择的位置处，并且每个传感器用于收集由至少部分地被异常部分反射的脉冲波的能量引起的散射波数据；用于识别来自异常部分相对于收集散射波数据的传感器位置的远端边缘的背散射波数据并且用于处理来自收集散射波数据的每个传感器的背散射波数据以生成异常部分的二维图像的结构健康监控部件；以及用于显示异常部分的二维图像的输出装置。
A25.根据权利要求A24所述的系统，其中结构健康监控部件通过叠加来自收集散射波数据的每个传感器的背散射波数据来处理背散射波数据，其中异常部分的轮廓与重合程度最高的背散射波数据的区域相对应，该区域相对于图像的其他部分呈现出视觉对比。
本文中所使用的术语仅是为了说明特定实施例的目的，而不是意图限制本公开。如本文中所用，除非上下文中明确地指出，否则单数形式“一”、“一个”和“所述”旨在同样包括复数形式。还将被理解的是，本说明书中使用的术语“包括”和/或“包含”指明了所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多于一个的其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在或添加。
虽然本文中已对特定的实施例作出了图解和说明，但本领域普通技术人员意识到旨在实现相同目的的任何配置可以替代所示的特定实施例并且意识到本公开在其他环境中具有其他应用。本申请旨在覆盖本公开的任意适应性修改或变化。下列各权利要求决非意图将本公开的范围限制到本文所述的特定实施例。
Claims (14)
1.一种用于生成异常部分的图像的方法(100)，该方法包括：
由多个传感器中的每个传感器生成(102)进入被评价的结构(204)内的脉冲波；
收集(104)由所述脉冲波碰撞异常部分所引起的散射波数据，其中所述散射波数据由生成所述脉冲波的相同传感器收集或由不同传感器收集；
识别(108)背散射波数据，其来自所述异常部分相对于收集所述散射波数据的所述传感器位置的远端边缘；
处理(112)来自收集所述散射波数据的每个传感器的所述背散射波数据以生成所述异常部分的二维图像；以及
显示(116)所述异常部分的二维图像；
其中处理所述背散射波数据包括：针对所述结构生成(104)基线波数据，利用针对所述结构的基线波数据仅在所述背散射波数据上执行信号处理，以及利用模式分解和噪声消除中的至少一个来识别所述背散射波。
2.根据权利要求1所述的方法，其中处理所述背散射波数据包括叠加来自收集所述散射波数据的传感器(208，218)中的每一个的背散射波数据，其中所述异常部分的轮廓与重合程度最高的背散射波数据的区域相对应，该区域相对于所述被评价的结构的图像的其他部分呈现出视觉对比。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
针对所述结构生成(104)基线波数据；以及
通过利用所述基线波数据、分析模型和有限元方法模型中的至少一个来校准(106)所述结构中的波传播速度。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个传感器包括每个都用于生成脉冲波的多个执行器，以及每个都用来收集散射波数据的多个接收传感器，所述多个执行器和所述多个接收传感器中的每个相对于彼此被定位于所述结构上选择的位置处，从而生成所述异常部分的二维图像。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述结构为飞行器、陆地车辆、船只和土木结构中的一个。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括按一发一收模式和脉冲回波模式中的一个操作以生成任意异常部分的二维图像，其中所述一发一收模式包括通过作为执行器的多个传感器中被选择的传感器中的每一个生成所述脉冲波以及通过多个传感器中被选择的其他传感器中的每一个收集所述散射波数据，每个执行器-传感器对形成一发一收脉冲波路径，并且所述脉冲回波模式包括通过所述多个传感器中的每一个生成所述脉冲波以及通过生成该脉冲波的相同传感器收集所述散射波数据。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括按一发一收配置操作，其中从所述多个传感器(404)中选择的传感器是执行器，每个执行器生成分离的脉冲波，并且从所述多个传感器中选择的其他传感器收集所述散射波数据，每个执行器-传感器对限定执行器-传感器脉冲波路径(406a-406d)。
8.一种用于生成异常部分的图像的系统(200)，该系统包括：
多个装置(208，218，404，504)，每个装置用于生成进入被评价的结构(204)内的脉冲波并且用于收集由至少部分地被所述异常部分反射的所述脉冲波的能量引起的散射波数据；以及
结构健康监控部件(206)，其用于识别背散射波数据，所述背散射波数据来自相对于收集所述散射波数据的所述装置的位置的所述异常部分的远端边缘，该结构健康监控部件进一步处理来自收集所述散射波数据的每个所述装置的背散射波数据，从而生成异常部分的二维图像；
其中处理所述背散射波数据包括：针对所述结构生成基线波数据，并且利用针对所述结构的基线波数据仅在所述背散射波数据上执行信号处理，以及利用模式分解和噪声消除中的至少一个来识别所述背散射波。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述结构健康监控部件包括模块，该模块用于通过叠加来自收集所述散射波数据的每个所述装置的背散射波数据来处理所述背散射波数据，其中所述异常部分的轮廓与重合程度最高的背散射波数据的区域相对应，该区域相对于被评价的所述结构的二维图像的其他部分呈现出视觉对比。
10.根据权利要求8所述的系统，其中所述多个装置被配置为按脉冲回波模式和一发一收模式中的一种操作。
11.根据权利要求10所述的系统，其中在所述一发一收模式中，所述多个装置包括：
多个执行器(208，404)，每个执行器用于生成进入被评价的所述结构内的分离的脉冲波；以及
多个传感器(218，404)，每个传感器用于收集所述散射波数据，所述多个执行器和所述多个传感器被配对以形成执行器-传感器对。
12.根据权利要求11所述的系统，其中每个执行器-传感器对适于生成大致为椭圆形的执行器-传感器脉冲波路径，从而基于背散射波的渡越时间生成所述异常部分的二维图像，并且其中所述结构健康监控部件包括模块以使每个所述执行器-传感器脉冲波路径在被评价的所述结构的一部分上相互叠加以生成所述异常部分的二维图像，其中每个执行器-传感器脉冲波路径的形状由作为波传播角度以及背散射波的测量后的渡越时间的函数的波速特性曲线确定。
13.根据权利要求10所述的系统，其中在所述脉冲回波模式中，所述多个装置包括多个传感器(504)，每个传感器生成独立的脉冲波，并且相同的传感器收集来自由所述传感器生成的独立的脉冲波中的至少一部分背散射波数据。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述多个传感器中的每个传感器生成大致为环形的脉冲回波脉冲波路径以基于背散射波的渡越时间生成所述异常部分的二维图像，并且其中所述结构健康监控部件包括模块以使所述脉冲回波脉冲波路径在被评价的所述结构的一部分上相互叠加以生成所述异常部分的二维图像，其中每个所述脉冲回波脉冲波路径的形状由作为波传播角度以及所述背散射波的测量后的渡越时间的函数的波速特性曲线确定。
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